DE1754072U

DE1754072U - GAS OR STEAM FILLED AS SWITCH TUBE OD. DGL. WORKING ELECTRIC DISCHARGE VESSEL.

Info

Publication number: DE1754072U
Application number: DE1954S0015597
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-12-23
Filing date: 1954-12-23
Publication date: 1957-10-17

Description

Gas-oder dampfgeflltes elektrisches Entladungsgefäß. ---------------------------- tct. - 4Iete ; Die ? bezieht sich auf ein gas-oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß, welches als Schaltröhre oder dergleichen arbeitete Das Entladungsgefäß enthält mindestens eine kalte Kathode und es ist außer der Hauptentladungsstrecke noch eine Hilfsentladungsstrecke oder es sind deren mehrere vorgesehen. i w 41/1 e. r Die".. besteht darin, daß bei einem solchen Entladung. s- 4 gefäß eine Hilfsentladungsstrecke räumlich der Starterstrecke der Hauptentladung so dicht benachbart ist, daß die Starterzünd- spannung nur um wenige Volt oder überhaupt nicht hoher liegt als die Brennspannung der Starterstrecke. Die Entladungsstrecken können so ausgebildet und angeordnet sein und es können solche aussehen Schaltmittel vorgesehen werden, daß, die starter elektrode, insbesondere Starteranode durch die Brenn- spannung einer Hilfsentladungsstrecke selbsttätig vorgespannt wird. Dabei kann entweder die Starteranode der Hauptentladungsstrecke eine selbständige Elektrode sein oder ausserhalb oder innerhalb der Röhre mit der Anode einer Hilfsentladungsstrecke verbunden sein, wobei es in einfacher Weise auch möglich ist, daß die Anode der betreffenden Hilfsentladungss-trecke zugleich die Starteranode der Hauptentladungsstrecke ist. Gas or steam-filled electrical discharge vessel. ---------------------------- tct. - 4Iete; The ? refers to a gas or steam-filled one electrical discharge vessel, which is used as an interrupter or like worked The discharge vessel contains at least a cold cathode and it's besides the main discharge path one more auxiliary discharge path or there are several intended. i w 41/1 e. r The ".. consists in the fact that with such a discharge. S- 4th vessel an auxiliary discharge path spatially to the starter path is so close to the main discharge that the starter ignition voltage is only a few volts or not at all higher than the running voltage of the starter circuit. The discharge paths can be designed and arranged in this way and such switching means can be provided that, the starter electrode, especially the starter anode, through the burner voltage of an auxiliary discharge path is automatically biased. Either the starter anode of the main discharge path can be an independent electrode or it can be connected to the anode of an auxiliary discharge path outside or inside the tube, whereby it is also possible in a simple manner that the anode of the relevant auxiliary discharge path is also the starter anode of the main discharge path.

In entsprechender Weise ist es aber auch möglich, daß die Kathode der Hauptentladungsstrecke ausserhalb oder innerhalb der Röhre mit der Kathode einer Hilfsentladungsstrecke verbunden ist oder zugleich die Kathode der Hilfsentladungsstrecke darstellt.In a corresponding manner, however, it is also possible that the cathode the main discharge path outside or inside the tube with the cathode of a Auxiliary discharge path is connected or at the same time the cathode of the auxiliary discharge path represents.

Die Anode der Hilfsentladungsstrecke erhält zweckmässig ihren Strom über einen so hohen Vorwiderstand, daß die Hilfsentladung mit normalem Kathodenfall brennt. Die Zündung der Hauptentladungsstrecke kann dann dadurch bewirkt werden, daß das Potential der.The anode of the auxiliary discharge path expediently receives its current over such a high series resistance that the auxiliary discharge with normal cathode drop burns. The ignition of the main discharge path can then be effected by that the potential of.

Anode der Hilfsentladungsstrecke angehoben wird. Die zur Zündung der Hauptentladungsstrecke erforderliche Anhebung des Potentials ... der Anode der Hilfsentladungsstrecke lässt sich dadurch errei- chen, daß das Potential der Hilfsentladungsstrecke erhöht wird. The anode of the auxiliary discharge path is raised. The one for ignition the potential increase required for the main discharge path ... the anode of the auxiliary discharge path can be reached chen that the potential of the auxiliary discharge path is increased.

Durch Potentialerhöhung der Hilfskathode wird bei Konstanz der Brennspannung der Hilfsentladung das Potential der Anode der Hilfsentladungsstrecke mit erhöht. Dadurch wird eine Zündung oder zumindest eine genügend starke Vorionisation zwischen Anode : der Hilfsentladungsstrecke und Kathode der Hauptentladungsstrecke bewirkt, die ihrerseits die Hauptentladung zwischen Hauptanode und Hauptkathode einleitet. Es ist aber auch möglich, das Po- tential der Anode der Hilfsentladungsstrecke unmittelbar durch die Steuerspannungen zu erhöhen. By increasing the potential of the auxiliary cathode, if the operating voltage of the auxiliary discharge is constant, the potential of the anode of the auxiliary discharge path is also increased. This causes ignition or at least a sufficiently strong pre-ionization between the anode: the auxiliary discharge path and the cathode of the main discharge path, which in turn causes the main discharge between the main anode and main cathode initiates. But it is also possible to potential of the anode of the auxiliary discharge path directly through to increase the control voltages.

Die Kathode der Hauptentladungsstrecke kann derart ausgebildet und angeordnet sein, daß sie zumindest teilweise eine Trennung der Hilfsentladungsstrecke von der Hauptentladungsstrecke bewirkt. Zweckmässig enthält die Kathode eine oder mehrere Öffnungen, durch welche ein Übergreifen der Entladung vom Hilfsentladungsraum zum Hauptentladungsraum erleichtert wird. In einer solchen Kathodenoffnung kann sich der Starter befinden. Ausserdem können in einer solchen Öffnung zumindest teilweise Elektroden von einer oder mehreren Hilfsentladungsstrecken angeordnet sein. Aß v" < Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfin- dung wesentlichen Teilen in vereinfachter, zum Teil schemati- mit 1 scher Darstellung. In Figur 1 ist die Anode der Hauptentladungsstrecke bezeichnet, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stabförmig ausgebildet ist. Sie kann aber auch plattenförmig gestaltet sein oder eine andere geeignete Form aufweisen.The cathode of the main discharge path can be designed and arranged in such a way that it at least partially separates the auxiliary discharge path from the main discharge path. The cathode expediently contains one or more openings through which the discharge from the auxiliary discharge space to the main discharge space is facilitated. The starter can be located in such a cathode opening. In addition, electrodes from one or more auxiliary discharge paths can at least partially be arranged in such an opening be. Aß v " < The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing. The figures show exemplary embodiments in their for the invention essential parts in simplified, partly schematic with 1 shear representation. In Figure 1, the anode of the main discharge path is designated, which is rod-shaped in the illustrated embodiment. However, it can also be designed in the form of a plate or have another suitable shape.

Über dem Aussenwiderstand 2, der gegebenenfalls gleichzeitig Arbeitswiderstand ist, liegt die Anode am positiven Pol einer geeigneten Spannungsquelle3.Via the external resistance 2, which may also be the working resistance the anode is connected to the positive pole of a suitable voltage source3.

Die Kathode der Hauptentladungsstrecke ist mit 4 bezeichnet und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als flache Scheibe mit zentraler Öffnung ausgebildet. Sie liegt über dem Aussenwider- stand 5, der gegebenenfalls als Arbeitswiderstand dienen kann, .'$ am negativen Pol der Spannungsquelle 3, welcher zweckmässig ge- erdet ist. Zur Bildung einer Hilfsentladung dient eine Anode welche als Hilfsanode wirksam ist. Die Kathode für die Hilfeent- ladung ist gleichzeitig auch die Kathode der Hauptentladung.The cathode of the main discharge path is denoted by 4 and, in the exemplary embodiment shown, is designed as a flat disk with a central opening. It lies above the external stand 5, which can serve as a working resistance if necessary, . '$ at the negative pole of the voltage source 3, which is expediently is grounded. An anode is used to form an auxiliary discharge which acts as an auxiliary anode. The cathode for aid development The charge is also the cathode of the main discharge.

Die Anode 6 der Hilfsentladung ist über einen Aussenwiderstand 7 an den positiven Pol der Spannungsquelle 8 gelegt. Die Spannungs -quelle 8 kann mit der Spannungsquelle 3 zusammenfallen, es ist aber auch möglich, hierfür gesonderte Spannungsquellen vorzuse-' heinz In die Öffnung 9 der Kathode 4 ragt eine Starterelektrode 10 hinein, an welche am Anschluß 11 geeignete Steuerspannungen, z.B.The anode 6 of the auxiliary discharge is connected via an external resistor 7 placed the positive pole of the voltage source 8. The voltage source 8 can with the voltage source 3 coincide, but it is also possible for this separate Voltage sources vorzuse- 'heinz A starter electrode protrudes into the opening 9 of the cathode 4 10, to which suitable control voltages, e.g.

Schaltimpulse von der Kurvenform 12, angelegt werden können.Switching pulses from the waveform 12 can be applied.

Wenn die Hilfsentladung zwischen der Hilfsanode 6 und der gemeinsamen Kathode 4 brennt, so zieht die Starterelektrode 10 Elektronen aus der Hilfsentladung heraus. Mit steigender Spannung der t Starterelektrode 10 gegenüber der Kathode 4 wächst der Vorstrom nach der Starterelektrode an, der bei geeigneter Anordnung von der Zündung zwischen Starter und Kathode zur Zündung zwischen Kathode 4 und Hauptanode 1 führt.When the auxiliary discharge between the auxiliary anode 6 and the common The cathode 4 burns, so the starter electrode 10 draws electrons from the auxiliary discharge out. With increasing voltage of the starter electrode 10 with respect to the cathode 4 the bias current increases after the starter electrode, with a suitable arrangement from ignition between starter and cathode to ignition between cathode 4 and Main anode 1 leads.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anode der Hauptentladung wiederum mit 1 bezeichnet. Die Kathode' der Hauptentladung wird durch eine Scheibe 4 mit einer Öffnung 9 dargestellt und ist für die Hilfsentladung gemeinsam. Während die Anode der Hilfsentladung 10 in ähnlicher Weise wie die Hilfsanode 6 beim Ausführungsbeispiel von Figur 1 dargestellt ist ; befindet sich der Starter 13 auf der Seite der Kathode, die der Uauptanode zugewandt ist. Die vordere Spitze des Starters ragt etwas in die Öffnung hinein oder an dieselbe heran.In the embodiment shown in Figure 2, the anode the main discharge is again designated by 1. The cathode 'of the main discharge will be represented by a disk 4 with an opening 9 and is for the auxiliary discharge together. While the anode of the auxiliary discharge 10 in a manner similar to the auxiliary anode 6th is shown in the embodiment of Figure 1; is the starter 13 on the side of the cathode facing the main anode. The front tip of the starter something protrudes into the opening or up to the same.

In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem für die Hilfsentladung eine besondere Hilfskathode vorgesehen ist. Im Raum der Hauptentladung befindet sich zwischen der Hauptanode 14 und der Hauptkathode 15 die Starterelektrode' 16, während auf der entgegengesetzten Seite die Hilfsanode 17 von einer Kathode 18 für die Hilfsentladung umschlossen wird.In Figure 3, a further embodiment is illustrated in which a special auxiliary cathode is provided for the auxiliary discharge. In the space of the main discharge there is between the main anode 14 and the main cathode 15 the starter electrode ' 16, while on the opposite side the auxiliary anode 17 is enclosed by a cathode 18 for the auxiliary discharge.

Die Elektrodenabstände sind hier so bemessen, daß die innere Öffnung der Hilfskathode 18 einen geringen Abstand von der Hilfsanode 17 aufweist, so daß die Hilfsentladung an dieser Stelle brennt. Im übrigen ist es hierbei auch möglich, Hilfsanode und Hilfskathode gegeneinander zu vertauschen. Weiterhin ist es auch möglich, die Hilfsanode gleichzeitig als Starterelektrode zu verwenden. Auch bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist es ohne weiteres möglich, die Anordnung so zu treffen, daß die Hilfsanode gleichzeitig Starter für die Hauptentladung ist.The electrode distances are dimensioned here so that the inner opening the auxiliary cathode 18 has a small distance from the auxiliary anode 17, so that the auxiliary discharge is burning at this point. In addition, it is also possible here, To swap auxiliary anode and auxiliary cathode. Furthermore it is too possible to use the auxiliary anode as a starter electrode at the same time. Also at the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 and 2 are readily available possible to make the arrangement so that the auxiliary anode at the same time starter for the main discharge is.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ragen in die Öffnung 19 der Kathode 20 für die Hauptentladung, deren Anode mit 21 bezeichnet ist, die beiden Elektroden 22 und 23 der Hilfsentladungsstrecke hinein. Von diesen stellt die Elektrode 22 die Hilfskathode dar, welche über den Widerstand 24 an Erde liegt.In the embodiment shown in Figure 4 protrude into the Opening 19 of the cathode 20 for the main discharge, the anode of which is designated by 21 is, the two electrodes 22 and 23 of the auxiliary discharge path into it. Of these the electrode 22 represents the auxiliary cathode, which via the resistor 24 to earth lies.

Die Hilfsanode 23 ist über den hohen Vorwiderstand 25 an den positiven Pol der Spannungsquelle 26 gelegt, wobei der Widerstandswert des Widerstandes 25, gegebenenfalls auch der des Widerstandes 24, so bemessen ist, daß die Entladung der Hilfsentladungsstrecke mit normalem Kathodenfall brennt. Die Anordnun ist hier so getroffen, daß beispielsweise bei einer geringen Erhöhung der an der Anode 23 der Hilfsentladungsstrecke liegenden Spannung diese Elektrode als Starterelektrode und zwar als Starteranode für die Hauptentladung wirksam wird. Es setzt dann eine Zündung oder zumindest eine starke Vorionisation zwischen der Starteranode 23 und der Hauptkathode 20 ein, welche ihrerseits die Hauptentladung zwischen der Hauptanode 21 und der Hauptkathode 20 einleitet. Es kommt dabei darauf an, daß durch die ausserordentlich enge räumliche Nachbarschaft zwischen Hilfsentladungsstrecke und Starterstrecke der Hauptentladung die Starterzündspannung nur noch wenige Volt oder überhaupt nicht über der Brennspannung der Starterstrecke liegt.The auxiliary anode 23 is connected to the positive via the high series resistor 25 Pole of the voltage source 26 placed, the resistance value of the resistor 25, possibly also that of the resistor 24 is dimensioned so that the discharge the auxiliary discharge path burns with normal cathode drop. The order is here taken so that, for example, with a slight increase in the anode 23 the voltage lying on the auxiliary discharge path uses this electrode as a starter electrode and that acts as a starter anode for the main discharge. It then sets one Ignition or at least a strong pre-ionization between the starter anode 23 and the main cathode 20, which in turn is the main discharge between the main anode 21 and the main cathode 20 initiates. It depends on the extraordinary close spatial proximity between the auxiliary discharge section and the starter section After the main discharge, the starter ignition voltage is only a few volts or not at all is above the voltage of the starter circuit.

In vielen Fällen ist es zweckmässig, dafür Sorge zu tragen ? daß die Ansatzstelle der Hilfsentladung an der Kathode fixiert wird.In many cases is it appropriate to take care of it? that the Attachment point of the auxiliary discharge is fixed on the cathode.

In Figur 5 ist ein Beispiel hierfür veranschaulicht. Die Kathode 27, die sowohl für die Hauptentladung als auch für die Hilfsentladung gemeinsam sein kann, ist hier mit einer Öffnung 28 versehen, in welche die stiftförmige Starterelektrode 29 eingreift.An example of this is illustrated in FIG. The cathode 27, which are common for both the main discharge and the auxiliary discharge can, is provided here with an opening 28 into which the pin-shaped starter electrode 29 intervenes.

Die Hilfsanode 30, welche ebenfalls stiftförmig ausgebildet ist ; soll nun an einer bestimmten Ansatzstelle an der Kathode die Entladung einleiten. Um eine Fixierung der Ansatzstelle der Hilfsentladung zu bewirken, ist ein stiftförmiger Ansatz 31 an der Kathode 27 vorgesehen. Es ist im übrigen aber auch möglich, an Stelle eines Stiftes eine geeignete Öffnung, z.B. eine Kerbe, in der Kathode vorzusehen, um dabei Wirkungen auszunutzen, die beispielsweise dem bekannten Hohlkathodeneffekt entsprechen.The auxiliary anode 30, which is also designed in the shape of a pin; should now initiate the discharge at a certain attachment point on the cathode. To fix the attachment point of the auxiliary discharge to effect a pin-shaped extension 31 is provided on the cathode 27. It is by the way but also possible, instead of a pen, a suitable opening, e.g. a notch, to provide in the cathode in order to take advantage of effects that, for example, the known hollow cathode effect.

Auf diese Weise kann man die Ansatzstelle der Hilfsentladung fixieren. gchtz- 15 eTansprüche 5Figuren. In this way you can find the starting point of the auxiliary discharge fix. gchtz- 15 ET claims 5 figures.

Claims

t -, - p.-t; ... en claims

1. Gas or steam-filled, as a switch tube or the like working electrical discharge vessel with at least one unheated cathode, in which, in addition to a main discharge still stretch an auxiliary discharge path or several are provided, characterized in that an auxiliary

charge path is spatially so closely adjacent to the starter path of the main discharge that the starter ignition voltage is only a few volts or not at all higher than the burning voltage of the starter path.

2. Discharge vessel according to claim 1, characterized by such a design and arrangement of the discharge paths and such external switching means that the starter electrode, in particular starter anode automatically due to the operating voltage of the auxiliary discharge path is biased.

3. Discharge vessel according to claim 1 or 2, characterized in that ; that the starter anode of the main discharge path outside or inside the Tube is connected to the anode of an auxiliary discharge path or through the anode an auxiliary discharge path itself is formed.

4. Discharge vessel according to claim 1 to 3, characterized in that the cathode of the main discharge path outside or inside the tube is connected to the cathode of an auxiliary discharge path or at the same time represents the cathode of an auxiliary discharge path. 5. Discharge vessel according to claim 1 to 3, characterized in that the from the cathode of the main discharge path galvanically separated cathode of the auxiliary discharge path on another Potential lies as the cathode of the main discharge path.

60 discharge vessel according to claim 1 to 5, characterized in that Tt that the anode of the auxiliary discharge path overflows its current receives such a high series resistance that the auxiliary discharge

with normal cathode case burns.

7. Discharge vessel according to claim 6, characterized in that the Ignition of the main discharge path by raising the potential of the anode of the auxiliary discharge path is effected.

8. Discharge vessel according to claim 7, characterized in that the required to ignite the main discharge path. raising the potential of The anode of the auxiliary discharge path can be achieved in that the potential of the cathode the auxiliary discharge path is increased.

9. Discharge vessel according to claim 1 to 8, characterized in that the cathode of the main discharge path is designed and arranged in such a way that it at least partially separates the auxiliary discharge path from the main discharge path. 10. Discharge vessel according to claim 9; characterized,

that the cathode of the main discharge path is provided with one or more openings through which the discharge from the auxiliary discharge space to the main discharge space extends. 11. Discharge vessel according to claim 10, characterized in that that the starter for the main discharge path is in a t Opening of the cathode, the main discharge path is located. 12. Discharge vessel according to claim 11, characterized in that

that at least some electrodes of the auxiliary discharge path are located in an opening in the cathode of the main discharge path.

13. Discharge vessel according to claim 9 to 12, characterized in that that means are provided to the point of attachment of the auxiliary discharge to the cathode to fix.

14. Discharge vessel according to claim 13, characterized in that the cathode with an opening, preferably in the form of a notch to achieve a Effect in the manner of a hollow cathode effect is provided.

15. Discharge vessel according to claim 13, characterized in that the cathode with a projection, an elevation or the like., In particular with a pin-shaped approach, is provided.