DE1048360B

DE1048360B -

Info

Publication number: DE1048360B
Application number: DE1957S0054931
Authority: DE
Priority date: 1957-08-26
Filing date: 1957-08-26
Publication date: 1959-01-08

Description

Es ist bereits bekannt, Elektronenröhren, insbesondere Hochleistungsröhren in Sendeanlagen, durch eine parallel geschaltete atmospärische Funkenstrecke gegen Überlastung im Kurzschlußfall zu schützen. Diese Funkenstrecke wird beim Auftreten eines Überstromfehlers in der Elektronenröhre über eine Hilfsfunkenstrecke gezündet, die bei Störungen in der Röhre Zündspannung erhält. Die Zündspannung wird an einem in dem Anodenstromkreis der Röhre liegenden Widerstand abgegriffen und einer Hauptelektrode sowie der Hilfselektrode der Funkenstrecke zugeführt. Derartige Anordnungen lassen sich aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nur in Anlagen mit verhältnismäßig kleiner Leistung verwenden.

Um die bekannte Schutzeinrichtung auch in Anlagen größerer Leistung sowie vor allem niederer Spannung einsetzen zu können, wird bei der vorliegenden Schutzeinrichtung für Elektronenröhren in Gestalt einer atmosphärischen Funkenstrecke, die einer oder mehreren Elektronenröhren parallel geschaltet ist, gemäß der Erfindung zur Zündung der Funkenstrecke eine beim Auftreten eines Fehlers in der bzw. den Elektronenröhren erzeugte hochfrequente Spannung verwendet. Dadurch wird die Zündspannung von der Betriebsspannung der Anlage unabhängig, und außerdem wird erreicht, daß eine Zündung in jedem Falle sicher und unabhängig von der Größe des Überstromes erfolgt.

Es ist zweckmäßig, die hochfrequente Zündspannung in einem besonderen Zündgerät zu erzeugen, das bei Fehlern in der zu schützenden Röhre erregt wird. Zur Erregung kann beispielsweise ein Stoßstromwandler verwendet werden. Um jedoch imit Sicherheit zu erreichen, daß nach Abklingen des bei Eintreten des Überstromes in der Röhre erfolgten Stromstoßes die Funkenstrecke nicht wieder erlischt, obgleich die Störung in der Röhre noch nicht beseitigt ist, ist es vorteilhaft, neben der Erregung über einen Stoßstromwandler eine Dauererregung vorzusehen, die nach Abklingen des Stromstoßes das Zündgerät so lange weitererregt, bis die Anodenspannung der Röhre abgeschaltet bzw. die Störung in der Röhre beseitigt ist. Es ist jedoch auch möglich, allein eine derartige Dauererregung vorzusehen, die beispielsweise über ein schnell wirkendes Überstrom relais im Anodenstromkreis der Röhre eingeschaltet wird. Die Dauererregung erfolgt zweckmäßigerweise über einen einfachen Transformator, der an ein normales Wechselstromnetz von 220 oder 380 V angeschlossen wird.

Das Zündgerät selbst besteht beispielsweise aus dem genannten Stoßstromwandler oder Transformator, dessen Sekundärwicklung ein Kondensator parallel geschaltet ist und an die außerdem eine mit einem eisenlosen Hochfrequenztransformator in Reihe

Schutzeinrichtung für Elektronenröhren

Anmelder: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Wilhelm Hahn, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt worden

geschaltete Löschfunkenstrecke angeschlossen ist. Der durch den Kondensator, die Wicklung des Hochfrequenztransformators und die Löschfunkenstrecke gebildete Stromkreis bildet einen hochfrequenten Schwingungskreis, der durch die in der Sekundärwicklung des Stoßstromwandlers oder Transformators im Störungsfall induzierte Spannung ausgestoßen wird. Die hochfrequenten Schwingungen erzeugen auf der Sekundärseite des eisenlosen Hochfrequenztransformators eine sehr hohe Spannung, die zur Zündung der Schutzfunkenstrecke führt.

Soll sowohl eine Stoß- wie eine Dauererregung des Zündgerätes erfolgen, so ist es vorteilhaft, Stoßstromwandler und Netztransformiator zu einem einzigen Gerät in Form eines Transformators mit zwei Primärwicklungen zu vereinigen, von denen die eine zur Stoßerregung verwendet wird und in den Anodenstromkreis der Röhre geschaltet ist, während die andere über ein Überstromrelais im Störungsfall an das speisende Netz angeschlossen wird. Es können jedoch auch beide Geräte getrennt verwendet werden.

Um eine Sättigung des Stoßstromwandlers durch den dauernd fließenden Anodenstrom zu vermeiden, wird dieser zweckmäßig mit Luftspalt im Eisenkern ausgeführt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.

In der Anordnung nach Fig. 1 wird von einem Drehstromnetz mit den Leitern 1, 2 und 3 über den Schalter 4 der Transformator 5 gespeist, an den sekundärseitig Trockengleichrichter 6 in einer Drehstrombrückenschaltung angeschlossen sind. Von dem positiven Pol dieser Trockengleichrichter 6 verläuft

809 728/226

Claims

der Anodenstromkreis der Röhre 7 über die aus der Drossel 8 und dem Kondensator 9 bestehende Glättungseinrichtung, den Schutzwiderstand 10, die Primärwicklung 12 des Stoßstromwandlers 11, den Schutzwiderstand 18 zur Anode der Röhre 7 und schließt sich von deren Kathode über den Widerstand 19 zum negativen Pol der Gleichrichter 6. Tritt ein durch den Pfeil 20 angedeuteter Fehler in der Röhre 7 auf, so spricht die insgesamt mit 21 bezeichnete Schutzeinrichtung für die Röhre an. Durch den infolge des Fehlers 20 in der Primärwicklung 12 des Stoßstromwandlers 11 auftretenden Stromstoß wird nämlich in der Sekundärwicklung 13 eine Spannung induziert und dadurch der aus dem Kondensator 14, der Löschfunkenstrecke 15 und der einen Wicklung des eisenlosen Hochfrequenztransformators 16 gebildete Schwingkreis angestoßen. Dadurch wird in der mit der einen Elektrode der Funkenstrecke 17 verbundenen Wicklung des Hochfrequenztransformators 16 eine so hohe Spannung induziert, daß diese Funkenstrecke überschlägt und einen parallelen Strompfad zu der Röhre 7 bildet, der für die Röhre schädliche Belastungen übernimmt, bis der Hauptschalter 4 geöffnet ist. Der über die Funkenstrecke 17 gebildete Stromkreis dient ferner als Kurzschlußkreis für die durch die Drossel 8 und den Kondensator 9 nach öffnen des Schalters 4 noch gelieferten Energie, so daß auch diese von der Röhre 7 ferngehalten wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Röhre 7 sicher gegen Überlastungen zu schützen. Um zu verhindern, daß nach Abklingen des Stromstoßes bei Auftreten der Störung die Funkenstrecke 17 infolge fehlender Erregung wieder erlischt, ist in der dargestellten Schutzeinrichtung 21 ein weiteres Zündgerät untergebracht, das in seinem Aufbau im wesentlichen dem bereits beschriebenen Zündgerät entspricht, was in der Zeichnung durch Verwendung an sich gleicher, nur mit einem Strich versehener Bezugszeichen zum Ausdruck gebracht ist. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Zündgeräten besteht darin, daß das zweite nicht über einen Stoßstromwandier, sondern über einen normalen Hochspannungstransformator 22 erregt wird, dessen Primärwicklung 23 über die Arbeitskontakte des Relais 24 an die Klemmen 25 und 26 eines Wechselstromnetzes angeschlossen wird, wenn bei Überströmen in der Röhre 7 der Spannungsabfall an dem Widerstand 19 eine bestimmte Höhe erreicht. Die Auslösung des Schaltschlosses 29 des Schalters 4 ist über die Leitungen 27 und 28 derart an die Ruhekontakte des Relais 24 angeschlossen, daß der Schalter 4 öffnet, wenn das Relais 24 anspricht. Die Wirkungsweise des durch den Hochspannungstransformator 22 gespeisten Zündgerätes entspricht der des durch den Stoßstromwandler 11 gespeisten Zündgerätes. Es wird lediglich durch dieses Zündgerät sichergestellt, daß die Funkenstrecke 17 bis zum öffnen des Schalters 4 erregt wird. Die Schutzeinrichtung 21 braucht nicht unbedingt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, zwei Zündgeräte zu enthalten, von denen eines über einen Stoßstromwandler und das zweite über einen hetzgespeisten Transformator erregt wird. Es ist vielmehr von der Größe der durch den Gleichrichter 6 gelieferten Leistung sowie vor allem der Bemessung der Glättungsdrossel 8 ■und des Glättungskondensators 9 abhängig, ob allein ein durch einen Stoßstromwandler erregtes Zündgerät oder ein über einen üblichen Transformator erregtes Zündgerät oder beide Zündgeräte gemeinsam verwendet werden sollen. Bei großen Leistungen ist es zweckmäßig, beide Zündgeräte zu verwenden, während bei kleineren das eine oder das andere im allgemeinen genügt. Um in Anlagen mit großen Leistungen den Aufwand für die Zündgeräte herabzusetzen, ist es besonders vorteilhaft, ein Zündgerät nach Fig. 2 zu verwenden. Dieses Zündgerät enthält zwei Primärwicklungen 29 und 30, von denen die Wicklung 29 der Wicklung 12 des Stoßstromwandlers 11 und die Wicklung 30 der ίο Wicklung 23 des Hochspannungstransformators 22 in Fig. 1 entspricht. Da die übrige Anordnung der in Fig. 1 dargestellten gleich ist, sind wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Auch die Wirkungsweise des ■ in Fig. 2 dargestellten Zündgerätes entspricht der der beiden Zündgeräte nach Fig. 1. In Fig. 3 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines Zündgerätes für die Schutzfunkenstrecke 17 dargestellt. Dieses besteht aus einem Hochspannungstransformator 31 ähnlich dem Transformator 22 in Fig. 1, während als Hochfrequenztransformator der Transformator 32 in Sparschaltung verwendet wird. Der Transformator 31 kann, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, aus einem Wechselstromnetz erregt werden. Es ist jedoch in der Anordnung nach Fig. 3 angenommen, daß ein Wechselstromnetz nicht zur Verfügung steht. Der Hochspannungstransformator 31 wird daher über einen Vibrator 33 aus dem Gleichstromnetz 34, 35 gespeist. Die Einschaltung dieses Vibrators erfolgt über das Relais 24, das bei Überströmen in dem Anodenkreis der Röhre 7 anspricht. Die Anordnung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 nur dadurch, daß der Vibrator dauernd läuft und die von ihm gelieferte Wechselspannung bei Fehlern in dem Anodenstromkreis der Röhre 7 über das Relais 24 dem Transformator 31 zugeführt wird, während in der Schaltung nach Fig. 3 der Vibrator 33 nur bei Fehlern im Anodenstromkreis der Röhre 7 eingeschaltet wird. Da das Relais 24 eine gewisse, wenn auch sehr kleine Eigenzeit hat, ist es unter Umständen erwünscht, die Funkenstrecke 17 schon vor Ansprechen des Relais 24 zu zünden. In einem solchen Falle kann die sofortige Zündung der Funkenstrecke 17 bei Eintreten eines Fehlers in der Röhre 7 in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Hilfselektrode erfolgen, die zwischen den Widerstand 18 und die Anode der Röhre 7 an den Anodenstromkreis der Röhre angeschlossen wird. Für die in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Zündgeräte für die Schutzfunkenstrecke 17 kann ein an sich zur Zündung von gas- oder dampfgefüllten Hochdrucklampen bekannntes Zündgerät verwendet werden. Es ist ferner möglich, die Funkenstrecke 17 in den beschriebenen Schaltungen durch einen parallel geschalteten mechanischen Kurzschließer nach ihrem Ansprechen elektrisch zu entlasten. Der Kurzschließer wird bei Ansprechen der Funkenstrecke durch den Überstrom im Anodenstromkreis der Röhre oder durch den über die Funkenstrecke fließenden Strom zum Ansprechen gebracht. Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung für Elektronenröhren, insbesondere in Hochfrequenzsendern, in Gestalt einer atmosphärischen Funkenstrecke, die einer oder mehreren Elektronenröhren parallel geschaltet ist, gekennzeichnet durch die Verwendung einer beim

Auftreten eines Fehlers in der bzw. den Elektronenröhren erzeugten hochfrequenten Spannung zur Zündung der Funkenstrecke.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderes Zündgerät die Zündspannung liefert.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die stoßartige Erregung des Zündgerätes über einen in den Anodenstromkreis der Röhre geschalteten Stoßstromwandler.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Stromwandlers mit Luftspalt im Eisenkern als Stoßstromwandler.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündgerät bis zum Ab-

schalten der Anodenspannung der Röhre bzw. bei der Beseitigung des Fehlers erregt ist.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung ein netzgespeister Transformator verwendet ist, dessen Einschaltung abhängig von dem Anodenstrom der Röhre erfolgt.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zur Zündung von gas- oder dampfgefüllten Hochdrucklampen an sich bekannten Zündgeräts.

8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke vor dem Einschalten des Transformators in an sich bekannter Weise über eine Hilfselektrode zu zünden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen