DE1048360B - - Google Patents

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DE1048360B DE1957S0054931 DES0054931A DE1048360B DE 1048360 B DE1048360 B DE 1048360B DE 1957S0054931 DE1957S0054931 DE 1957S0054931 DE S0054931 A DES0054931 A DE S0054931A DE 1048360 B DE1048360 B DE 1048360B
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    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
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    • H03F1/548—Protection of anode or grid circuit against overload

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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.It is already known to use electron tubes, especially high-power tubes in transmission systems, by an atmospheric spark gap connected in parallel against overload in the event of a short circuit protection. This spark gap is over when an overcurrent fault occurs in the electron tube an auxiliary spark gap is ignited, which receives ignition voltage in the event of a fault in the tube. The ignition voltage is tapped at a resistor in the anode circuit of the tube and a main electrode as well as the auxiliary electrode of the spark gap. Such arrangements can be omitted For technical and economic reasons, only use it in systems with a relatively low output.

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.To the well-known protective device also in systems with higher power and especially lower To be able to use voltage is in the present protective device for electron tubes in Shape of an atmospheric spark gap that connects one or more electron tubes in parallel is, according to the invention for igniting the spark gap when an error occurs in the or the high-frequency voltage generated by the electron tubes. This increases the ignition voltage independent of the operating voltage of the system, and it is also achieved that an ignition in always takes place safely and regardless of the size of the overcurrent.

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.It is advisable to generate the high-frequency ignition voltage in a special ignition device that is used in Errors in the tube to be protected is excited. A surge current transformer, for example, can be used for excitation be used. However, in order to achieve with certainty that after the subsidence of the occurrence of the If the current surge occurs in the tube, the spark gap does not go out again, although the If the fault in the tube has not yet been eliminated, it is advantageous to use a surge current transformer in addition to the excitation to provide a permanent excitation that keeps the igniter for so long after the current impulse has subsided further excited until the anode voltage of the tube is switched off or the fault in the tube is eliminated. However, it is also possible to provide such permanent excitation alone, for example via a fast-acting overcurrent relay is switched on in the anode circuit of the tube. The constant excitation expediently takes place via a simple transformer connected to a normal alternating current network of 220 or 380 V.

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 ReiheThe ignition device itself consists, for example, of the aforementioned impulse current transformer or transformer, whose secondary winding a capacitor is connected in parallel and to which also one with an ironless high frequency transformer in series

Schutzeinrichtung für ElektronenröhrenProtective device for electron tubes

Anmelder: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen,Applicant: Siemens-Schuckertwerke Corporation, Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Wilhelm Hahn, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt wordenWilhelm Hahn, Berlin-Siemensstadt, has been named as the inventor

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.switched quenching spark gap is connected. The one through the capacitor, the winding of the high frequency transformer and the circuit formed by the quenching spark gap forms a high-frequency oscillating circuit that is generated by the in the secondary winding voltage induced by the impulse current transformer or transformer in the event of a fault will. The high-frequency vibrations are generated on the secondary side of the ironless high-frequency transformer a very high voltage, which leads to the ignition of the protective spark gap.

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.If both surge and continuous excitation of the ignition device are to take place, it is advantageous to use surge current transformers and power transformer into a single device in the form of a transformer with two primary windings to unite, one of which is used for shock excitation and in the anode circuit of the tube is switched, while the other is connected to the feeding network is connected. However, both devices can also be used separately.

Um eine Sättigung des Stoßstromwandlers durch den dauernd fließenden Anodenstrom zu vermeiden, wird dieser zweckmäßig mit Luftspalt im Eisenkern ausgeführt.In order to avoid saturation of the impulse current transformer due to the continuously flowing anode current, this is expediently designed with an air gap in the iron core.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.In the following, exemplary embodiments for the protective device according to the invention are described.

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 verläuftIn the arrangement according to FIG. 1, transformer 5 is fed from a three-phase network with conductors 1, 2 and 3 via switch 4 , to which dry rectifiers 6 are connected on the secondary side in a three-phase bridge circuit. This dry rectifier 6 runs from the positive pole

809 728/226809 728/226

Claims (8)

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:the anode circuit of the tube 7 via the smoothing device consisting of the choke 8 and the capacitor 9, the protective resistor 10, the primary winding 12 of the surge current transformer 11, the protective resistor 18 to the anode of the tube 7 and closes from its cathode via the resistor 19 to the negative pole the rectifier 6. If a fault, indicated by the arrow 20, occurs in the tube 7, the protective device for the tube, designated as a whole by 21, responds. Because of the current surge occurring in the primary winding 12 of the impulse current transformer 11 as a result of the fault 20, a voltage is induced in the secondary winding 13 and the resonant circuit formed by the capacitor 14, the quenching spark gap 15 and the one winding of the ironless high-frequency transformer 16 is triggered. This induces such a high voltage in the winding of the high-frequency transformer 16 connected to one electrode of the spark gap 17 that this spark gap flashes over and forms a parallel current path to the tube 7, which takes over loads that are harmful to the tube until the main switch 4 is open . The circuit formed by the spark gap 17 also serves as a short circuit for the energy still supplied by the choke 8 and the capacitor 9 after the switch 4 has been opened, so that this is also kept away from the tube 7. In this way it is possible to reliably protect the tube 7 against overloads. In order to prevent the spark gap 17 from being extinguished again due to a lack of excitation after the current surge has subsided when the fault occurs, a further ignition device is housed in the protective device 21 shown, the structure of which essentially corresponds to the ignition device already described, which is shown in the drawing Use of the same reference numerals only provided with a prime is expressed. The only difference between the two igniters is that the second is not excited by a surge current converter, but by a normal high-voltage transformer 22, the primary winding 23 of which is connected to terminals 25 and 26 of an alternating current network via the normally open contacts of the relay 24 if overcurrents occur in the tube 7 the voltage drop across the resistor 19 reaches a certain level. The triggering of the switching mechanism 29 of the switch 4 is connected via the lines 27 and 28 to the normally closed contacts of the relay 24 in such a way that the switch 4 opens when the relay 24 responds. The mode of operation of the ignition device fed by the high-voltage transformer 22 corresponds to that of the ignition device fed by the impulse current transformer 11. It is only ensured by this ignition device that the spark gap 17 is excited until the switch 4 opens. The protective device 21 does not necessarily, as shown in FIG. 1, have to contain two ignition devices, one of which is excited via a surge current transformer and the second via a rush-fed transformer. Rather, it depends on the size of the power supplied by the rectifier 6 and, above all, the size of the smoothing choke 8 ■ and the smoothing capacitor 9, whether an ignition device excited by an impulse current transformer or an ignition device excited via a conventional transformer or both ignition devices are used together should. With high outputs it is advisable to use both igniters, while one or the other is generally sufficient for smaller ones. In order to reduce the cost of the ignition devices in systems with high outputs, it is particularly advantageous to use an ignition device according to FIG. 2. This ignition device contains two primary windings 29 and 30, of which winding 29 corresponds to winding 12 of impulse current transformer 11 and winding 30 corresponds to winding 23 of high-voltage transformer 22 in FIG. 1. Since the rest of the arrangement is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals have been used again. The mode of operation of the ignition device shown in FIG. 2 also corresponds to that of the two ignition devices according to FIG. 1. FIG. 3 shows a somewhat modified embodiment of an ignition device for the protective spark gap 17. This consists of a high-voltage transformer 31 similar to the transformer 22 in FIG. 1, while the transformer 32 is used in an economy circuit as the high-frequency transformer. The transformer 31 can, as shown in FIGS. 1 and 2, be excited from an alternating current network. However, it is assumed in the arrangement of FIG. 3 that an alternating current network is not available. The high-voltage transformer 31 is therefore fed from the direct current network 34, 35 via a vibrator 33. This vibrator is switched on via the relay 24, which responds in the event of an overcurrent in the anode circuit of the tube 7. The arrangement according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 3 only in that the vibrator runs continuously and the alternating voltage supplied by it is fed to the transformer 31 via the relay 24 in the event of errors in the anode circuit of the tube 7, while in the circuit According to FIG. 3, the vibrator 33 is switched on only in the event of errors in the anode circuit of the tube 7. Since the relay 24 has a certain, albeit very short, proper time, it may be desirable to ignite the spark gap 17 before the relay 24 responds. In such a case, the spark gap 17 can be ignited immediately when a fault occurs in the tube 7 in a manner known per se with the aid of an auxiliary electrode which is connected between the resistor 18 and the anode of the tube 7 to the anode circuit of the tube. For the ignition devices described in FIGS. 1 and 2 for the protective spark gap 17, an ignition device known per se for igniting gas or vapor-filled high-pressure lamps can be used. It is also possible to electrically relieve the spark gap 17 in the circuits described by a mechanical short-circuiter connected in parallel after it has responded. When the spark gap responds, the short-circuiter is triggered by the overcurrent in the anode circuit of the tube or by the current flowing through the spark gap. Patent claims: 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 beim1. Protection device for electron tubes, especially in high-frequency transmitters, in the form of a atmospheric spark gap which is connected in parallel to one or more electron tubes, characterized by the use of an at Auftreten eines Fehlers in der bzw. den Elektronenröhren erzeugten hochfrequenten Spannung zur Zündung der Funkenstrecke.Occurrence of a fault in the high frequency voltage generated in the electron tube (s) to ignite the spark gap. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderes Zündgerät die Zündspannung liefert. 2. Protection device according to claim 1, characterized in that a special ignition device supplies the ignition voltage. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die stoßartige Erregung des Zündgerätes über einen in den Anodenstromkreis der Röhre geschalteten Stoßstromwandler. 3. Protection device according to claim 2, characterized by the impulsive excitation of the ignition device via an impulse current transformer connected to the anode circuit of the tube. 4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Stromwandlers mit Luftspalt im Eisenkern als Stoßstromwandler. 4. Protection device according to claim 3, characterized by the use of a current transformer with an air gap in the iron core as a surge current transformer. 5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündgerät bis zum Ab-5. Protection device according to claim 5, characterized in that the ignition device up to the Ab- schalten der Anodenspannung der Röhre bzw. bei der Beseitigung des Fehlers erregt ist.switch the anode voltage of the tube or is excited when eliminating the fault. 6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung ein netzgespeister Transformator verwendet ist, dessen Einschaltung abhängig von dem Anodenstrom der Röhre erfolgt.6. Protection device according to claim 5, characterized in that a mains fed for excitation Transformer is used, the activation of which depends on the anode current of the Tube takes place. 7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zur Zündung von gas- oder dampfgefüllten Hochdrucklampen an sich bekannten Zündgeräts. 7. Protection device according to claim 2, characterized by the use of an ignition device known per se for igniting gas or vapor-filled high-pressure lamps. 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.8. Protection device according to claim 5, characterized in that the spark gap before Switching on the transformer in a manner known per se via an auxiliary electrode ignite is. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 809 728/226 12.58© 809 728/226 12.58
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