DE1958047A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Anmelderin; Stuttgart, den 17· November 1969

Hughes Aircraft Company P 2037 Z/kg Centinela and Teale Street
Culver City, Calif., V.St.A.

Schaltvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung mit einem vakuumdichten Gehäuse, das ein Gas unter reduziertem Druck enthält, mit in dem Gehäuse angeordneter Kathode und Anode, die beide je eine aktive, jeweils der anderen gegenüberliegende Oberfläche aufweisen, und mit einem am Gehäuse angeordneten zu- und abschaltbaren Elektromagneten, dessen Magnetfeld im Kaum zwischen den Elektroden unter einem Winkel zum elektrischen Feld verläuft und eine derartige Stärke aufweist, daß bei dem herrschenden Gasdruck eine Isolation des Gases in dem Raum zwischen Kathode und Anode erfolgt, wogegen bei fehlendem Magnetfeld eine Ionisation nicht stattfindet·

009824/1431

Die Schaltanordnung ist von der Art einer Höhro mit gekreuzten Feldern unter Verwendung der sogen« Penning-Entladung, in der die Einstellung der magnetischen Feldstärke die Weglänge von Elektronen derart steuert, daß diese Weglänge über oder unter einem kritischen Wert liegt.

Schaltvorrichtungen dieser allgemeinen Art sind aus dem US-Patent 2 182 736 von Penning bekannt und es sind Verbesserungen dieser Vorrichtungen in den US-Patenten 5 213 893 von Boucher u.a· und 3 215 939 von Boucher behandelt. Alle drei Vorrichtungen beziehen sich in erster Linie auf ein Schalten nach Art eines Gleichrichters und die US-Patente 3 213 893 und 3 215 939 beziehen sich auf eine Verbesserung, bei der der Verlauf des magnetischen Feldes die Gleichrichi<erwirkung dadurch verbessert, daß zwischen den beiden Elektroden, die den gasgefüllten Raum begrenzen, in der einen Richtung für eine geringere Durchbruchsspannung als in der anderen Richtung Sorge getragen wird. Diese Anordnungen leiden jedoch unter dem Problem, daß die Ionen durch das elektrische Feld zu der Kathode hingetrieben werden und daß dort einige von ihnen, durch Eindringen oder Einpflanzen in das Kathodenmaterial eingefaugen werden. Weiterhin zerstäuben diese Ionen Kathodenmaterial, so daß das frisch zerstäubte Material durch Adsorption Gasverluste hervorrufen kann (adsorption pumping). Diese Effekte haben eine Verringerung des Gasdruckes zur Folge, die möglicherweise zu einer Verringerung dieses Druckes bis

1988047

ν .-

4- '■>

unter der kritischen Wert, bei den die Stromleitung aufhurt» führen kann* Infolgedessen sind diese bekannten Anordnungen nicht lastende, eine Iiangzeit-Stromleitung su gewährleisten· Dieses Problem ist in dem US-Patent 2 182 ?36 erwähnt.

Aue dem ständigen Anwachsen des elektrischen Energiebedarfs ergibt sich eine immer größer werdende Notwendigkeit, Energiequellen auszubeuten, die von den Verbrauchern großer Mengen elektrischer Energie weiter entfernt sind, woraus sich die weitere Notwendigkeit ergibt, die elektrische Energie über größere Entfernungen zu transportieren· In den Vereinigten Staaten befindet sich eine Anzahl größerer elektrischer Energiebodarfszentren in einiger Entfernung von den Grundenergiequellen, wie beispielsweise Wasserkraftwerken, Kohlen» und öllagern. peohalb ist es notwendig, elektrische Energiß über größere Entfernungen zu transportieren· Gleichstrom kann bekanntlich zum Transport hoher Energien über große Entferntingen dem Wechselstrom in wirtschaftlicher Hinsicht überlegen sein· Diese Tatsache hat schon zu einer Anzahl von Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungaleitungen geführt, wie beispielsweise der gegenwärtig im Bau befindlichen "Pacific-Intertie"-Strecke zwischen dem Columbia River und Los Angeles· Eine Beschränkung bezüglich der breiten Anwendung von Gleichstrom ist der llangel an in der Praxis verwendbaren Hochleistungs-Gleichstrom-Schaltern.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und einen in der Praxis

0(Tt824/U31

verwendbaren Hochleißtungß-Gleichstrom-Schalter zu schaffen. Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß mindestens eine der Elektroden mit Perforiermngen versehen und an der der aktiven Oberfläche entgegengesetzten Seite der perforierten Elektrode ein Gasraum vorgesehen ist.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein kontinuierlicher Betrieb einer Anordnung mit Penning-Entladungüber längere Zeitabschnitte ermöglicht. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Raum zwischen den Elektroden mit Gas unter einem solchen Druck gefüllt, daß das Produkt aus dem Abstand zwischen den Elektroden und dem Druck unterhalb eines kritischen Wertes liegt, wenn ein elektrisches Feld ohne ein Magnetfeld angelegt ist. Ist ein Magnetfeld oberhalb eines,kritischen Wertes aufgebaut, bewegen sich die Elektronen in einer im wesentlichen sowohl zum elektrischen als auch zum magnetischen Feld senkrechten Richtung· Überschreitet der Gasdruck einen Mindestwert, erfolgen Stoßionisationen mit .ausreichender Häufigkeit, um eine Gasentladung aufrechtzuerhalten, die einen wesentlichen Strom zwischen den Elektroden zu leiten vermag. Um den Gasdruck oberhalb des Mindestwertes zu halten, enthält die Vorrichtung eine Gasquelle, die den Gasdruck in dem Raum zwischen den Elektroden innerhalb der Betriebsgrenzen aufrechterhält. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Elektroden rohrförmig und konzentrisch zueinander angeordnet und es befindet sich der als Gasquelle dienende Gasraum innerhalb der inneren rohrförmigen

00982WU31

Elektrode. In den Wänden der rohrförmigen inneren Elektrode sind radiale öffnungen vorgesehen, die den Gasraum mit dem Raum zwischen den Elektroden verbinden.

Die Dauer der Stromleitung kann noch dadurch erhöht v/erden, daß, wie es bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwirklicht ist, eine Hilfsgasquelle an der der aktiven Elektrodenoberflächo entgegengesetzten Seite der perforierten Elektrode angeordnet ist. Wird als Gas Wasserstoff verwendet, kann diese Hilfsgasquelle aus einem Metall-Hydrid bestehen.

V/eitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1A die schematische Darstellung eine3 Teiles eines Energieübertragungssystemes, das eine Schaltvorrichtung nach der Erfindung enthält,

Fig. 1B die schematische Darstellung eines anderen Teiles eines solchen Energieübertragungssystems und.

Fig. 2 die perspektivische Ansicht einer teilweise aufgebrochenen Schaltvorrichtung nach der Erfindung·

009824/1431

In den Fig. 1A und 1B ist dargestellt, in welcher Weise eine Schaltvorrichtung 10 nach der Erfindung in einem Hochspannungskreis Verwendung findet, und zwar zeigen die Fig. 1A und 1B zwei verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. In Fig. 1A speist eine Energiequelle 12 einen Generator 14. Die Energiequelle 12 kann von Jeder beliebigen herkömmlichen Art sein, einschließlich einer Wasserkraft-, Verbrennungskraft- oder Dampfkraftmaschine, ggf. mit nuklear erzeugtem Dampf. Der Generator 14 erzeugt Wechselstrom mit einer für diesen Teil des Systems geeigneten Spannung und Frequenz. Der Generator 14 speist einen Wechselstromtransformator 16, der die Spannung in eine für die Gleichrichtung und Übertragung geeignete Spannung transformiert. Wird für eine wirtschaftliche Energieübertragung über große Entfernungen Gleichstrom verwendet, erfordert dies im allgemeinen eine Erhöhung der Spannung am Transfprmatorausgang verglichen mit der Spannung an dessen Eingang. Der Transformator 16 speist einen Gleichrichter 9» der vorzugsweise eine von der Anzahl der Phasen am Ausgang des Transformators 16 abhängige Anzahl von Gieichrichtereinheiten in Brückenanordnung enthält.

Der Gleichrichter 9 wiederum speist über eine Schaltvorrichtung 1OA Übertragungsl-?tungen 18 und 20. Die Verv.en- · dung der Schaltvorrichtung 10A₅ die auch als Stromkreis— unterbrecher in einem geeigneten Stromkreissystem dienen kann, erlaubt die Verwendung von ungesteuerten Gleichrichtereinheiten für den Gleichrichter 9· Auf diese Weise / können gegenüber der Verwendung von gesteuerten Gleichrichtereinheiten, wie si« nach dem gegenwärtigen Stand

00t#2t/U31

der Technik bei Fohlen eines Gleichspannungsschalters wie. der Schaltvorrichtung 1OA erforderlich sind, wesentliche Einsparungen erzielt werden» Die Übertragungsleitungen 18 und 20 werden von einer Vielzahl von Hasten getragen, die die Leitungen hoch über der Erde isoliert vom Ort der Erzeugung zu dem Ort, an dem die elektrische Energie verwendet werden soll, führen. In einigen Füllen können die Ubertragungsleitungen 18 und 20 eingegraben und in manchen Fällen können sie auch als Unterwasserkabel ausgebildet sein. Während ζ v/ei Ubertragungsleitungen vorzuziehen sind, so daß die Spannung zwischen ihnen gegen Erde verteilt werden kann, kann bei manchen Systemen auch eine'Erdrückführung verwendet werden, die jedoch bei Hochleistungssystemen nicht zweckmäßig ist.

In dem System nach Fig. 1B ist die Schaltvorrichtung 10B zwischen den übe.rtragungsleitungen 18 und 20 und einer Last 24 eingeschaltet· Wenn auch ein einfacher Schalter und eine einfache Last dargestellt sind, sind an der Stelle 1OB zwei Schaltvorrichtungen vorzuziehen, um die von.jeder der Übertragungsleitungen 18 und 20 kommende Energie zu schalten· Des weiteren kann die Last 24 eine Gleichstromlast sein, deren Betriebsspannung gleich der tJbertragungsspannung ist, oder es kann eine Last mit einem Wechselrichter und einem Transformator sein· Die Schaltvorrichtung 1OB mit ihrer Last 24 zeigt die Verwendung der Schaltvorrichtung bei einer Abzweigung der Übertragungsleitung· In einem geeigneten Stromkreis-System kann der Schalter 1OB auch als Unterbrecher für die Abzweigung dienen·

0QM24/U31

Die in I⁷Iq* 2 dargestellte Schaltanordnung 10 weist ein Gehäuse 30 auf, das von einem Bodenflansch 32 getragen wird. Der Bodenflansch 32 ist wiederum auf einem Grundflansch 34- befestigt und die ,beiden Plansche 32 und 34· sind derart'miteinander verbunden, daß sie einen dichten Verschluß bilden. Der Grundflansch 34 ist -auf einen Fuß 36 aufgesetzt,-der den Aufbau der Schaltanordnung trägt. Des weiteren ist eine Vakuumleitung 38 mit dem Grundflan3ch 34- verbunden, so daß im Innern des Gehäuses 30 ein geeignetes Vakuum erzeugt und dann in die Röhre das gewünschte Gas, beispielsweise ,Wasserstoff einschließlich seines Isotrops Deuterium, mit dem erforderlichen Druck eingelassen v/erden kann. Das Gehäuse 30 dient zusammen mit dem Bodenflansch 34- als vakuumdichte Hülle.

Eine Kathode 4-0 in Form eines zylindrischen Rohres mit Abstand vom Gehäuse innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet. Die Kathode 40 weist eine untere Haube 4-2 auf, von der sie mit Hilfe eines Abstandshalters 44· im Abstand vom Grundflansch 34 getragen wird. Die untere Haube 42 braucht nicht als Abdichtung zu wirken, sondern sie bildet lediglich eine mechanische Stütze für die Kathode und verringert Plasmaverluste am Ende der Elektrodenanordnung. Infolge dieser Konstruktion kann die gesamte Kathode durch die große öffnung im Bodenflansch 32 herausgesogen werden, wenn die Flansche zur Begutachtung und Überprüfung der Kathode und des Inneren des Gehäuses 30 voneinander getrennt werden. Die Kathode 40 besteht aus Metall und kann aus rostfreiem Stahl gefertigt sein. Die Kathode 4-0 ist mit dem Fuß 36 bei-

009*24/1431

.spielsweise durch einen Metallstreifen verbunden. Auf diese Weise bildet der 3?uß 36 eine der elektrischen Verbindungen zu der Schaltanordnung 10. Die Kathode 40 weist vorzugsweise einen axialen Schlitz auf, um Umfangs= ströme während transienter Schaltvorgänge bei zeitlichen Änderungen des axialen Magnetfeldes zu verhindern.

Eine Anode 46 weist eine zylindrische, rohrförmige Gestalt auf und ist konzentrisch zur Kathode 40 so angeordnet, daß zwischen Anode und Kathode ein radialer Abstand der Größe d besteht. Der radiale Abstand d ist an allen einander zugewandten Stellen von Anöde und Kathode im wesentlichen gleich. Das Gehäuse 30 weist eine Deckhaube 48 auf, an der die Anode 46 befestigt ist. Die Anode wird durch die Verwendung einer Anodenhaube 50 in ihrer Lage gehalten, die mit der zylindrischen Anode 46 verbunden ist und einen Befestigungsbolzen 52 trägt. Der Befestigungsbolzen 52 bildet durch seine Befestigung an der Haube 48 eine mechanische Stütze und ermöglicht zugleich einen die Haube durchdringenden elektrischen Anschluß mittels eines Leiters 5^. Die Anodenhaube 50 ist vorzugsweise in einem Abstand unterhalb der Deckhaube 48 angeordnet und es führt der Leiter 54 durch den isolierenden Befestigungsbolzen 52 hindurch, so daß der Leiter 5^ uncl die gesamte Anode von dem Gehäuse elektrisch isoliert sind· Statt dessen kann auch die Deckhaube 48 aus Isoliermaterial bestehen.

Die Anode 46 weist eine Vielzahl Löcher 56 auf, so daß der Innenraum innerhalb der Anode 46 mit dem Raum zwischen den Elektroden in Verbindung steht· Das Volumen

00982WU31

des Raumes innerhalb der Anode 46 beträgt vorzugsweise etwa das Zehnfache des Volumens des Raumes zwischen den Elektroden. Ein Magnet 58 ist außerhalb des Gehäuses derart angeordnet, daß in dem Raum zwischen den Elektroden magnetische Kraftlinien erzeugt werden, die wenigstens über einen Teil der Elektrodenlänge im wesentlichen parallel zur Aphse der Elektroden der Schaltanordnung verlaufen. Der Magnet 58 ist als Elektromagnet dargestellt und es wird ein solcher auch bevorzugt, damit das Magnetfeld leicht und schnell ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Energiequelle für den Magnet 58 i3t vorzugsweise solcher Art, daß ein schnelles An- und Abschalten des Feldes möglich ist. Die Stärke des Magneten' ist so gewählt, daß eine Feldstärke zwischen 25 und 150 Gauss erreicht wird. Für die unten angegebener., in Versuchen angewandten Dimensionen wurde unter Berücksichtigung der Auswirkungen beim An- und Abschalten sowie des Energieverbrauchs des Magneten 70 Gauss als bevorzugter Wert für das Magnetfeld"gefunden·

Das. Innere der Anode ^6 ist ebenso v/i ο der Raum zwischen den Elektroden mit einem unter göc:.gnetem Druck stehenden Gas gefüllt. In Fig. 6 des US-Pn tent es 3 215 893 (Boucher u.a.) ist die Paschen-Kurve gezfigt. Biese Kurve zeigt, daß bei einem gewissen kritische.« Produkt aus dem Druck · im Raum zwischen din Elektroden- mid dein Elektrodenabstand d die_> Durchbruchs spannung litmlieh niedrig ist· Sie zeigt im Punkt A weiterhin, 1?S für. ein geringeres Produkt die für einen Durchbruch erforderliche Spannung beträchtlich _} höher ist. Diese Tatsache beruht darauf, daß bei einem

009124/1431

niedrigeren Druck die mittlere freie Weglänge der Elektronen den Abstand d zwischen den Elektroden überschreitet und die Ionisationshäufigkeit absinkt, wodurch es schwieriger wird, die Entladung aufrecht zu erhalten, und wodurch es möglich ist, .einer höheren Spannung zwischen den Elektroden standzuhalten, bevor ein Durchbruch .erfolgt·

lot das Magnetfeld abgeschaltet, so steht der Elektronenfluß nur unter dem Einfluß des elektrischen Feldes zwischen Kathode und Anode, so daß die durchschnittliche Elektronenweglünge im wesentlichen gleich dem Abstand d zwischen den Elektroden und kleiner als die mittlere freie Weglänge der Elektronen ist. Infolgedessen gibt es keine anhaltende Ionisation, der Elektronenfluß ist gering und die Schaltanordnung kann einer hohen Betriebsspannung standhalten, d.a ihr Arbeitspunkt etwa unterhalb des Punktes A auf der Paschen-Kurve liegt· Ist jedoch in dem Raum zwischen den Elektroden durch den Elektromagneten 58 ein Magnetfeld aufgebaut, bewirkt das axiale Magnetfeld, daß die mittlere freie Weglänge der Elektronen kreisförmig verläuft, bis ein Stoß erfolgt. Auf diesem längeren, durch die Wirkung des liagnetfeldes verursachten Wog ergeben sich genügend Stöße, um die Ionisation aufrechtzuerhalten, weil die mittlere freie Weglänge der Elektronen in genügendem Maße langer ist als der Abstand d zwischen den Elektroden. Daher wird, solange ein genügendes Magnetfeld vorhanden ist und der Elektronenfluß einmal eingesetzt hat, der Fluß aufrechterhalten, bis das Magnetfeld abgeschaltet wird. Wenn es jedoch

0Q982WU31

abgeschaltet wird, so fließen die Elektronen wieder in radialer Richtung, so daß die Ionisation nicht aufrechterhalt en wird·

Da der resultierende Elektronenfluß von der Kathode zur Anode gerichtet ist und der Elektronenfluß durch den Raum zwischen den Elektroden zu Stößen mit Gasatomen führt, dio eine Ionisation verursachen, hat eine gewisse Anzahl dieser Ionisierungsstöße zur Folge, daß die Ionen in die Oberfläche der Kathode getrieben und dort einge-, pflanzt worden. Infolgedessen entsteht ein Gasverlust (Gaa pumping) durch Ioneneinpf-lanzung und durch Adsorption an frisch zerstäubtem Material mit dem Ergebnis', daß die Menge an ionisiertem und neutralem Gas, nachdem die Schaltanordnung für eine Zeitdauer leitend war, auf einen Punkt absinkt, an dem die Stromleitung nicht· aufrechterhalten werden kann· Dies verursacht ein unerwünschtes oder vorzeitiges Ausschalten der Vorrichtung, wenn das einzig zur Verfügung stehende Gas dasjenige ist, welches sich in dem Raum zwischen den Elektroden befindet· In der vorliegenden Schaltvorrichtung stellen jedoch die Löcher 56 in der Anode 46 eine Verbindung zwischen dem Raum innerhalb der Anode 46 mit dem Raum zwischen den Elektroden her. Auf diese Weise stellt das Gas innerhalb des Innenraumes der Anode über die Löcher 56 einen Druckausgleich mit dem Gas in dem Raum zwischen den Elektroden her..Um kurze Zeitkonstanten"zu erhalten, ist es erforderlich. Löcher vqrÄusehen, anstatt einen Druckausgleich um die Enden des Anodenrohres herum zu versuchen.

009624/1431

.*Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung beträgt der radiale Abstand d zwischen den Elektroden ' etwa 15 mm bei einem Anodendurchmesser von 90 mm und einer axialen Länge von 300 mm. Die Löcher 56 sind in einer solchen Anzahl und Größe vorhanden, daß etwa 30>ό der gesamten Anodenfläche als kommunizierende öffnung zur Verfügung stehen. Wenn bei diesen Abmessungen die Schaltvorrichtung 10 einer Spannung von 25 kV standhalten soll, beträgt, wenn die Schaltvorrichtung 10 neu ist, der normale Gasdruck in dem Raum zwischen den Elektroden und im Inneren der Anode etwa 0,04 mm Hg. In einer Schaltvorrichtung nach diesem Beispiel wird Wasserstoff, einschließlich seines Isotops Deuterium, als Gas bevor-' zugt. Wäre innerhalb der Anode kein Gas angeordnet, das mit dem Raum zwischen den Elektroden in Verbindung steht, wäre eine Ladung von etwa 0,4 Coulomb ausreichend, um den Gasdruck im Raum zwischen den Elektroden infolge von Gasverlusten so weit zu reduzieren, daß die Schaltvorrichtung ausschalten würde. Mit dem dargestellten inneren Anodenvolumen, das für den Raum zwischen den Elektroden zur .Verfügung steht, kann jedoch eine Ladung von mehr als 2,4 Coulomb übertragen werden, bevor der Gasdruck in einem solchen Maße absinkt, so daß sich die Gefahr des Abschaltens ergibt. Die Dauer der Stromleitung kann weiterhin dadurch vergrößert werden, daß eine Hilfsgasquelle.,-wie beispielsweise ein Streifen oder ein Schwamm 60 aus Titanhydrid bei einer geeigneten Temperatur innerhalb des Anodenraumes oder in Verbindung mit diesem Raum vorgesehen wird. Es sei jedoch'bemerkt, daß eine solche

009014/1431

Hilfsgasquelle allein, also ohne die Löcher, die eine schnelle Verbindung für das Gas zwischen dem Raum zwischen den Elektroden und dem gasgefüllten Raum innerhalb der Anode schaffen, nicht genügen würde, um eine Seitistunterbrechung der Gasentladung, veranlaßt durch eine Gasverarmung im Raum zwischen den Elektroden bei hohem Stromdurchtritt, zu verhindern· Unter solchen Bedingungen wäre die Zeitkonstante einer konventionellen Hilfsgasquelle verglichen mit der Zeitkonstanten der Gasverarmung im Raum zwischen den Elektroden zu groß. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht in dem Raum zwischen den Elektroden ein Magnetfeld von etwa 70 Gauss· Die Löcher 56 in der Anode begrenzen die Stromkapazität nicht, da die Entladung mehr durch die Größe der Kathodenfläche als durch die Anodenfläche begrenzt ist.

Die Schaltvorrichtung \0 vermag mit den angegebenen Abmessungen Gleichstromlasten von 1000 A abzuschalten und einer Spannung von 25 kV bei einer Wiederverfestigungszeit von etwa 25 y*s standzuhalten. Infolgedessen ist die Schaltvorrichtung 10 als Gleichstrom-Schalter oder als Element für einen Gleichstrom-Unterbrecher, wie es in den Fig. 1A und 1B dargestellt ist, geeignet.

Wenn auch spezielle Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben wurden, versteht es sich, daß zahlreiche Abwandlungen gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielöii möglich sind, ohne den durch die Ansprüche gesteckten Rahmen der Erfindung zu verlassen.

008024/1431

Claims (1)

1. Patentansprüche

   chaltvorrichtung mit einem vakuumdichten Gehäuse, as ein Gas unter reduziertem Druck enthält, mit in dem Gehäuse angeordneter Kathode* und Anode, die beide je eine aktive, jeweils der anderen gegenüberliegende Oberfläche aufweisen, und mit einem am Ge-

   hause angeordneten, zu- und abschaltbaren Elektromagneten, dessen Magnetfeld im Raum zwischen den Elektroden unter einem Winkel zum elektrischen Feld verläuft und eine derartige Stärke aufweist, daß bei dem herrschenden Gasdruck eine Ionisation des Gases in dem Raum zwischen Kathode und Anode erfolgt, wogegen bei fehlendem Magnetfeld eine Ionisation nicht stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden (46.) mit Perforierun^en (56) versehen und an der der·aktiven Oberfläche entgegengesetzten Seite der perforierten Elektrode (46) • · ■

   ein Gasraum vorgesehen ist.

   2· Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (46) perforiert ist.

   3· Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (40) und die Anode (46) rohrförmig ausgebildet' sind und die Anode (46) innerhalb der rohrförmigen Kathode (40) derart angeordnet ist, daß der Abstand zwischen Anode (46) und Kathode (40¹) im wesentlichen konstant ist·

   0G9824/U31

   ' ·■ - 16 -

   4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch Gekennzeichnet, daß die Anode (46) und die Kathode (40) alQ zylindrische Rohre ausgebildet und im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind, der Raum

   zwischen,den Elektroden durch den Abstand senkrecht zu den Achsen der Elektroden bemessen ist, das elektrische Feld in einer Richtung senkrecht zu den Achoen der Elektroden angelegt ist und das Magnetfeld im wesentlichen parallel zu den Achsen Verläuft·

   5· Schaltvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum innerhalb der rohrförmigen Anode (46) ein größeres Volumen hai? als der Raum zwischen den Elektroden·

   6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden An*· sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsgasquelle (60) an der der aktiven Elektrodenoberfläche entgegengesetzten Seite der perforierten Elektrode angeordnet ist.

   7· Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Wasserstoff ist und die Hilfsgasquelle (60) aus einem lletallhydrid besteht·

   009824/U31

   Leersei te