DE2208431B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zünden einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Zünden einer Schaltröhre mit gekreuzten FeldernInfo
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Description
werden muß, wie es bei der aus der DT-AS 1 7^0 002
bekannten Schaltröhre mit gekreuzten Feldern der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die bei der vorgegebenen
Magnetfeldstärke kritische Spannung zwischen den Elektroden wegen der geringen Brennspannung des
Lichtbogens bei der Plasmainjektion schnell unter die anliegende Betriebsspannung absinkt, se daß die Entfachung
des Lichtbogens sehr schnt-U erfc'gt, und es
durch geeignete Wahl der Eigenfrequenz der Resonanzanordnung auch in einfacher Weise möglich ist,
die Brenndauer des Lichtbogens klein zu halten, d. h. einen Nulldurchgang des Anodenstromes durch Überlagerung
eines mit Hilfe der Resonanzanordnung in der Röhre erzeugten Gegenstromes nach hinreichend
kurzer Zeit herbeizuführen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für
eine Schaltröhre mit gekreuzten Leidem, die konzentrisch angeordnete, einen ringförmigen Raum umschließende
Elektroden, eine Magnetanordnung, mit der in dem Raum zwischen den Elektroden ein im
wesentlichen axiales Magnetfeld erzeugbar ist, im Raum zwischen den Elektroden eine Gasfüllung, die
im leitenden Zustand der Röhre einen Stromfiuß zwischen den Elektroden in Form einer Glimmentladung
ermöglicht, und eine Vorrichtung zum Einführen von Plasma in den Raum zwischen den Elektroden umfaßt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit den Elektroden ein Resonanzkreis
verbunden ist und daß ein Zeitglied vorgesehen ist, durch das nach dem Löschen der Bogenentladung
die Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs an den Elektroden auf einen zur Ausbildung der
Glimmentladung geeigneten niedrigen Wert gehalten wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht dieser Resonanzkreis aus einem zu der
Schaltröhre parallel geschalteten Serienkreis von Kondensator und Induktivität, und es wird das Zeitglied
von dem Kondensator des Resonanzkreises und einem zu der Schaltröhre und dem Resonanzkreis in
Serie liegenden Widerstand gebildet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben und erläutert. Hs zeigt
F i g. 1 das Schaltbild eines Stromversorgungssystems mit einer Vorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufgebrochenen, nach der Erfindung ausgebildeten
Schaltröhre und
F i g. 3 ein Diagramm, das die Bedingungen für
den leitenden Zustand einer Schaltröhre in Abhängigkeit von der Elektrodenspannung und der Magnetfeldstärke
veranschaulicht.
Wie in Fig. 1 daigestellt, wird die Gleichstromleistung,
die von dem erfindungsgemäßen Unterbrecher geschaltet werden soll, in bekannter Weise
von einer Leistungsquelle 10 abgeleitet, die die Leistung an einen Wechselstromgenerator 12 abgibt.
Der Wechselstromgenerator 12 gibt seine Ausgangsleistung an den Transformator 14 ab. von dem die
Spannung auf einen für die Übertragung geeigneten Wert erhöht wird. Nach dem Transformator wird die
Leistung von dem Gleichrichter 16 gleichgerichtet. Der Gleichrichter 16 hat Ausgangsleistungen 18 und
20 mit positiver bzw. negativer Polung, Die in einer der Leitungen liegende Induktivität 22 sowie die zwischen
den Leitungen liefende Kapazität 24 wirken in bekannter Weise als Gleichstromfilter und als glättendes
Element. Sie befinden sich, wie gezeigt, bevorzugt auf der Ausgangsseite des Gleichrichters. Unter bestimmten
Umständen kann die Reaktanz des (Jbertragungssystems ausreichend sein, um eine zur wirtschaftlichen
Leistungsübertragung genügende Glättung zu bewirken.
ίο In jeder der Ausgangsleitungen 18 und 20 ist ein
Unterbrecher 26 bzw. 28 mit dem Gleichlichter 16 und dem Übertragungssystem 30 in Serie geschaltet.
Wegen der hohen Spannungen, die in dem Ausführungsbeispiel für die Anwendung des Unterbrechers
vorgesehen sind, ist auf diese Weise ein zweipoliger Unterbrecher geschaffen. In Systemen mit niedrigerer
Spannung kann ein einziger Unterbrecher ausreichend sein.
In Hochspannungs-Gleichstromsystemen ist es üb-Hch, daß eine der beiden Leitungen bezüglich Erde
auf positivem und die andere auf negativem Potential liegt. Dadurch werden bezüglich der Isolation der
Übertragungsleitungen gegen Erde gleiche Verhältnisse geschaffen. Aus diesem Grunde wird in Jen
beiden Ausgangsleitungen 18 und 20 je ein Unterbrecher 26 bzw. 28 benötigt. In jeder der beiden Leitungen
kann irgendwo in dem Übertragungssystem oder an einer an das Übertragungssystem 30 angeschlossenen
Last 34 entweder gegenüber der anderen Leitung, wie es durch den Kurzschlußschalter 32 veranschaulicht
ist. oder gegenüber Erde ein Kurzschluß entstehen. Sollte daher anstelle des durch den Schalter
32 angedeuteten Kurzschlusses zwischen den Leitungen ein Kurzschluß gegenüber Erde auftreten, so
ist unabhängiger Leitungsschutz notwendig. In jedem Fall von Kurzschluß ist jedoch ein Unterbrecher
notwendig. Jeder der Unterbrecher 26 und 28 ist mit einer üblichen Überwachungseinrichtung sowie mit
einem üblichen Steuerkieis gekoppelt, der den Schalt-Vorgang
des Unterbrechers steuert.
Der Unterbrecher 26 besteht aus einem Leitungsschalter 36 und einer impedanzvergrößernden Anordnung
38. Dem Leitungsschalter 36 kann ein Stromübertragungskreis zugeordnet sein, der den
Strom von dem Leitungsschalter auf die impedanzvergrößernde Anordnung 38 überträgt. Es kann jeder
geeignete Leitungsschalter 36 verwendet werden, an dem während des öffnens ein genügend hoher Spannungsabfall
entsteht, um den Strom auf die impedanzvergrößernde Anordnung 38 zu übertragen.
Deshalb ist ein einfacher Schalter 36 dargestellt, der ein üblicher Leitungsschalter oder Unterbrecher sein
kann.
Die impedanzvergrößernde Anordnung 38 lieg!
zwischen den Leitungen 40 und 42 des Unterbrechen 26. Bevor die Impedanz vergrößert wird, ist es nacl·
dem oben erläuterten Verfahren notwendig, daß de Strom von dem Lcitungsschaltcr36 auf die impedanz
vergrößernde Anordnung übertragen wird. Die Strom übertragung wird durch die direkt zwischen den Lei
Hingen 40 und 42 liegende Schaltröhre mit gekrcuz ten Feldern 44 unterstützt. Demnach ist während de
Zeit, während der der Lcitungsschaltcr 36 öffnet un>
die Stromübertragung erfolgt, für die Schaltröhre m gekreuzten Feldern 44 die Leitungsbedingung erfüll
und es kann, wenn die Spannung zwischen den Le tungen 40 und 42 auf einen hinreichenden Wert ai
steigt, bei dem in der Schaltröhre mit gekreuzte
Feldern 44 Leitung durch Glimmentladung möglich
wird. Leitung einsetzen, und die Spannung zwischen den Leitungen 40 und 42 wird auf dem Wert des
Spannungsabfalls an der Schaltröhre 44 festgehalten. Bei Anordnungen der betrachteten Art beträgt der
Spannungsabfall bei hohem Strom etwa 1 kV. Diese ziemlich niedrige Spannung ermöglicht es, daß der
Strom völlig von dem Leitungsschalter 36 abgeführt wird und daß der Leitungsschaltcr völlig öffnen und
deionisieren und einen Zustand annehmen kann, in dem er Überspannungen standhält. Nachdem der Leitungsschalter
36 diesen Zustand erreicht hat. kann die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 44 abgeschaltet
werden. Darauf kann der Widerstand durch die im folgenden beschriebene, zyklisch schaltende impedanzvergrößernde
Anordnung vergrößert werden.
Zwischen den Leitungen 40 und 42 des Unterbrechers befinden sich ein Ableitkondcnsator 46 und
ein energieverzehrender Widerstand 48, durch die Spannungsstöße, die durch das öffnen der verschiedenen
Schalter entstehen, in vertretbaren Grenzen gehalten werden. Der Kondensator 24 ist ebenfalls an
dieser Wirkung beteiligt.
Um eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung zu veranschaulichen, ist ein zyklisch schaltender Kreis
als impedanzvergrößernde Anordnung 38 dargestellt. Ein energieverzehrender Widerstand SO ist mit einer
Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 in Serie geschaltet. Die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100
wird mit größer werdenden Auszeiten abwechselnd ein- und ausgeschaltet, ;o daß der zeitliche Mittelwert
der Impedanz des Kreises vergrößert wird, bis der Schalter offen bleiben kann.
Zur Unterstützung des Einschaltvorganges muß als Teil der Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine genügend große Kapazität über der Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100
liegen, und es muß in Verbindung mit der Kapazität eine genügend große Induktivität vorhanden sein, daß
ein Resonanz-Nulldurchgang des Stromes erreicht werden kann. Da der Kondensator 46 mit seinem
Widerstand 48 in Serie liegt, ist er normalerweise nicht hinreichend eng an die Schaltröhre 100 gekoppelt,
um diese Wirkung zu erzielen. Daher ist zu der Schaltröhre 100 eine Serienschaltung aus Kondensator
52 und Induktivität 54 parallel geschaltet. Normalerweise ist die notwendige Induktivität sehr
klein, so daß die elektrischen Zuführungen des Kondensators eine geeignete Induktivität darstellen.
Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 2 eine Schaltröhre mit gekreuzten
Feldern 100 dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Zündung ausgestattet
ist. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 umfaßt ein Gehäuse 102. das von
einem Flansch 104 getragen wird. Dieser Flansch 104 ist seinerseits so auf einem Trägerflansch 106 befestigt,
daß eine dichte Verbindung entsteht. Der Träccrflansch 106 steht auf einem Fuß 108, der die
Schaltröhre trägt. Der Fuß 108 kann feiner als Vakuumverbindung benutzt werden, um in dem Gehäuse
102 ein geeignetes Vakuum zu erzeugen und anschließend in dem Gehäuse eine erwünschte Gasfüllung
(z. B. Wasserstoff, einschließlich Deuterium) mit dem erforderlichen Druck herzustellen. Das Gehäuse
102 dient in Verbindunc mit dem Flansch 104
als geeignete vakuumdichte Hülle.
Die Kathode 110 ist als zylindrische Röhre ausgebildet. Sie ist nach innen von dein Gehäuse 102 abgesetzt.
Die Kathode 110 ha? eine untere Deckplatte Ϊ12, durch die sie mit einem Abstandsstück 114
gegen den Trägerflansch 104 abgestützt ist. Die untere Deckplatte 112 braucht nicht als Verschluß zu wirken,
sondern dient der Kathode lediglich als mechanische Stütze und vermindert Endverluste des Plasmas.
Diese Konstruktion macht es möglich, die ganze Kathode durch die große Öffnung in dem Flansch 104
ίο herauszuziehen, wenn die Flansche zur Untersuchung
und Wartung der Kathode und des Inneren des Gehäuses 102 getrennt werden. Die Kathode 110 ist aus
Metall und kann aus Edelstahl hergestellt sein. Sie ist mit dem Fuß 108 z. B. durch ein Metallband leitend
verbunden. Der Fuß 108 stellt auf diese Weise einen der elektrischen Anschlüsse der Schaltröhre 100 dar.
Die Kathode 110 kann zur Vermeidung von Wirbclsirömen während der Einschwingvorgänge beim
Schalten, wenn das axiale magnetische Feld sich zeii-Hch
ändert, einen Schlitz in axialer Richtung aufweisen.
Die Anode 116 ist als zylindrische Röhre aufgebaut und konzentrisch zur Kathode 110 angeordnet,
so daß zwischen Kathode und Anode ein an allen Stellen im wesentlichen gleicher radialer Abstand d
vorhanden ist. Das Gehäuse 102 hat eine obere Deckplatte 118. an der die Anode 116 angebracht ist. Die
Anode wird von einer Anodendeckplatte 120 gehalten, die an der zylindrischen Anode 116 befestigt ist
und ihrerseits einen Montagestutzen 122 trägt. Der Montagestutzen 122 ist an der Deckplatte 118 des
Gehäuses befestigt und dient sowohl als mechanische Stütze wie auch zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung durch die Deckplatte hindurch mittels eines elektrischen Leiters 124, Die Anodendeckplatte
120 ist vorzugsweise mit Abstand unterhalb der oberen Deckplatte 118 des Gehäuses angeordnet, und es
führt der Leiter 124 durch den aus isolierendem Material bestehenden Montagestutzen 122 hindurch, so
daß der Leiter 124 und die ganze Anode elektrisch von dem Gehäuse getrennt sind. Statt dessen könnte
auch die Deckplatte 118 aus isolierendem Material hergestellt sein.
Die Anode 116 kann durchbrochen ausgebildet und ihr Innenraum als Gasvorratsvolumen für die
Gasfüllung des Raumes tischen den Elektroden
ausgenutzt werden. Des weiteren kann im Inneren der Anode eine Gasversorgungseinrichtung eingebaut
sein, die Gas in dem Maß nachliefert, in dem es durch die Glimmentladung im Raum zwischen den Elektroden
verbraucht wird. Beide Möglichkeiten sind in der US-PS 3 558 960 ausführlicher dargelegt.
Auf der Außenseite des Gehäuses 102 ist ein Magnet 126 so angeordnet, daß die von ihm im Raum
zwischen den Elektroden erzeugten magnetischen Kraftlinien, mindestens über einen Teil der Elektrodenlänge,
im wesentlichen parallel zur Achse der Elektroden der Schaltröhre 100 verlaufen. Der Magnet
126 ist als Elektromagnet dargestellt, was anderen
Anordnungen vorzuziehen ist, damit das Magnetfeld leicht an- und ausgeschaltet werden kann. Die
Energieversorgung des Magneten 126 wird vorzugsweise so ausgelegt, daß ein rasches An- und Abschalten
des Feldes möglich ist. Die Dimensionicrunij.
ist vorzugsweise so, daß Felder zwischen 50 und 150 Gauß erzeugt werden. Sowohl von den An- und
Abschaltcffekten als auch vom Energieverbrauch des Magneten her gesehen, erschien für die unten ange-
gebenen, in bisherigen Experimenten benutzten Dimensionen
70 Gauß als ein besonders günstiger Wert.
Nachdem die Glimmentladung aufgebaut ist und der Strom fließt, wird das Ausschalten dadurch erreicht,
daß die Magnetfeldstärke so lange erniedrigt wird, bis Kaskadenionisation nicht mehr stattfinden
kann. Die Leitung hört daher auf. Dieser Vorgang ist wesentlich ausführlicher in der obenerwähnten
US-PS 3 558 960 ausgeführt.
Ein Problem besteht jedoch beim Einschalten einer solchen Schaltröhre. Das schraffierte Gebiet der
Fig. 3 veranschaulicht den Bereich, in dem eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern der beschriebenen
Art leitend ist. Im nichtleitenden Zustand der Schaltröhre liegt die volle Spannung des Kreises an dem
Raum zwischen den Elektroden. Das dargestellte Beispiel ist eine Schaltröhre, die 100 kV schaltet und
mit einer Feldstärke von 70 Gauß arbeitet. Der nichtleitende Zustand ist durch den Punkt A charakterisiert.
Um diese Anordnung ohne zusätzliche Zündeinrichtungen leitend zu machen, müßte das Magnetfeld
verstärkt werden, bis der Arbeitspunkt schließlich die schraffierte Fläche erreicht, was bei den an
den Elektroden anliegenden 100 kV ein Feld von nahezu 500 Gauß erfordern würde, um die Kaskadenionisation
in Gang zu setzen.
Damit ein derart starkes Magnetfeld nicht erzeugt zu werden braucht, ist an der Schaltröhre 100 ein
Plasmac.-zeugcr 128 derart angeordnet, daß er
Plasma an den Raum zwischen den Elektroden abuchen kann. Der Plasmi.crzcuger 128 ist ausführlich
Γη der USTS 3 2n0 512 beschrfeben.
Wenn die Schaltröhre 100 in dem durch Punkt A in Fi H. 3 angezeigten Zustand ist. wird vom Plasmaerzeuger
ein leitendes Plasma an den Raum zwischen den Elektroden abgegeben. Dieses leitende Plasma
leitet die Ausbildung eines Metallichtbogens zwischen den Elektroden ein. Die Elektroden sind speziell aus
einem Material, wie z. B. Molybdän, hergestellt, das
eine geeignete Metall-Lichtbogenentladung ermöglicht.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung wird der Kondensator durch die Schaltröhre entladen, und
es ist die Induktivität des Kreises ausreichend, um zusammen mit dem Kondensator in Resonanz zu kommen
und so ein Stromnull in der Schaltröhre zu bewirken. Dieses Stromnull bewirkt ein rasches Erlöschen
der Bogenentladung, und es kehrt sich die Spannung nun um. Nachdem die Spannung von dem
Kreis auf den Wert Null gebracht worden ist. wird der Spannungsanstieg durch die Kapazität des Kreises
begreii/'.. und der Arbeitspunkt durchläuft die Spitze
der schraffierten Fläche in Fig. 3 und bewegt sich längs der 70-Gauß-Linie so langsam nach oben, daß
in der Schaltanordnung eine Penningsche Glimmentladung entfacht wird. Wenn sich diese Entladung
aufgebaut hat, ist die Anordnung leitend, und die Spannung zwischen den Elektroden wird auf dem
Wert des Spannungsabfalls an der leitenden Schaltröhre festhalten.
In einer speziellen Ausführungsform der Schaltröhre nach F i R. 2 betragen der radiale Abstand zwischen
tic" t lcktroden etwa 15 mm. der Anodendurdimc^er
')<) mm und die axiale Länge 300 mm. Der ubüchc Gasdruck in dem Raum zwischen den
Elektroden beträgt ungefähr 0,04 Torr. Als Füllgas kann beispielsweise Wasserstoff verwendet werden.
Bei «Ijc.ficr Dimensionierung können mit der Schaltröhre
Gleichstromlasten von 100 A bei 25 kV ausgeschaltet werden mit einer Erholzeit in der Größenordnung
von 25 us.
Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise sei angenommen. daß die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern
100 im nichtleitenden Zustand und die Spannung zwischen den Leitungen 40 und 42 des Unterbrechers
so groß ist. daß der Kondensator 24 auf eine Spannung Vn aufgeladen ist, die den 100 kV entsprechen,
die durch den Punkt A der Fig, 3 dargestellt sind. Wenn dann die Plasmakanone 128 Plasma
in den Raum zwischen den Elektroden injiziert und den Durchbruch zu einem Metall-Lichtbogen einleitet,
wird der Kondensator 52 über diesen Strompfad entladen. Die Stromschwingung beginnt mit einer Frequenz,
die durch die Kapazität 52 und die Induktivität 54 bestimmt ist. Im Hinblick auf die gewünschte
hohe Frequenz sollte diese Induktivität, wie oben erwähnt,
sehr klein sein und kann aus der Induktivität der Leitungen bestehen, mit denen der Kondensator
zu der Schaltröhre 100 parallel geschaltet ist. Zu gleicher Zeit beginnt der Haupt«trom
durch die Anordnung zu fließen und wird dem Strom /.., der Stromschwingung überlagert.
Nach einer Halbperiode der Stromschwingung fließt deren Strom 7.2 in entgegengesetzter Richtung
wie der Hauptstrom Z4n. Wenn /:>2 größer ist als Z40.
d. h. wenn R^lIT. was leicht zu erreichen ist. so
erreicht der Gesamtstrom durch die Anordnung den Wert Null zu einem Zeitpunkt
Lq
Lq
r„ — 1 LC arc sin I -A-
\ R I
In diesem Zeitpunkt erlöscht der Lichtbogen, und
die Röhre geht in den nichtleitenden Zustand über.
Der Kondensator 52 behält die umgekehrte Spannung
^2= "1O1,! -VCR*.
Der Hauptstrom fließt jetzt in den Kondensator 52 und bringt die Spannung des Kondensators auf den
Wert 0. Diese Änderungsgeschwindigkeit der Spannung ist niedrig verglichen mit der Anderungsgeschwindigkeit
der Spannung am Kondensator, die durch die Stromschwingung bewirkt wird. Die Kon·
densatorspannung T-'.., erreicht den Wert 0 zum Zeit·
punkt
Z1 = RCIn (l - 1 1 -
L '
CR-
CR-
■L \LC arc sin ( - ^1- \.
Die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung ar Kondensator 52, die in der Nähe von Null gleich de
Spannung zwischen den Elektroden der Schaltröhr
100 ist. ist gegeben durch
dV Fn
dr
RC
Dies sind günstige Bedingungen für einen Spai nungsdurchbruch durch Ionisation in dem Zwischei
raum zwischen den Elektroden der Schaltröhre 10 in Form einer Glimmentladung. Die Spannung an di
409526/2
Röhre steigt mit mäßiger Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1 kV/n$ von 0 bis zu einer Spannung
von einigen hundert Volt an, bei der der Spannungsdurchbruch stattfindet. Der Spannungsabfall im
leitenden Zustand ist von der Durchbruchspannung nur wenig verschieden, so daß der Kondensator, wenn
der Durchbruch zur Glimmentladung erfolgt, nicht viel Strom an die Röhre abgibt. Zudem ist die Zeit,
die zur Ausbildung der Glimmentladung benötigt wird, kurz genug, daß der Spannungsdurchbruch in
dem Zeitraum stattfinden kann, in dem die ansteigende Röhrenspannung den in F i g. 3 dargestellten
Durchbruchsbereich durchläuft. 1st der Bereich einmal erreicht, in dem die Leitung durch die Glimmentladung
bewirkt wird, kann das Ausschalten durch das magnetische Feld gesteuert werden.
Das Verfahren, in einer Schaltröhre mit gekreuz-
Das Verfahren, in einer Schaltröhre mit gekreuz-
10
ten Feldern, in deren Elektrodenraum ein so starkes magnetisches Feld erzeugt ist. daß bei einer niedrigen
Spannung Leitung möglich ist, einen Schaltvorgang einzuleiten, wenn eine höhere Spannung an den Eleks
troden liegt, umfaßt also die Maßnahme, in den Raum zwischen den Elektroden der Schaltröhre mit
gekreuzten Feldern ein Plasma einzubringen, um zwischen den Elektroden eine Metall-Lichtbogenentladung
zu bewirken. Dem Einleiten der Lichtbogenentladung folgt eine durch Resonanz bewirkte Verringerung
des Elektrodenstromes auf Null, um die Elektrodenspannung ebenfalls im wesentlichen auf
den Wert Null zu bringen und den Metall-Lichtbogen zu löschen, worauf der Spannung gestattet
»5 wird hinreichend langsam wieder anzusteigen, um einen Stromfluß zwischen den Elektroden in Form
einer Glimmentladung zu ermöglichen.
Claims (3)
1. Verfahren zum Zünden einer Schaltröhre ist, durch Injizieren eines Plasmas in den Raum zwimit
gekreuzten Feldern, bei der an den Elektro- s sehen den Elektroden in einen für die Ausbildung
den eine so hohe Spannung anliegt, daß die Röhre und Aufrechterhaltung einer solchen Glimmentladung
bei dem im Raum zwischen den Elektroden herr- geeigneten Bereich verschoben.
sehenden Magnetfeld im nichtleitenden Zustand Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß
ist und bei der zum Zünden in den Raum zwi- die durch Injizieren des Plasmas erhöhte Ionenkonschen
den Elektroden ein Plasma injiziert und da- xo zentraüon, die zum Entstehen der Glimmentladung
durch die Spannung zwischen den Elektroden führen soll, in verhältnismäßig engen Grenzen geerniedrigt
wird, dadurch gekennzeich- halten werden muß, damit, zwischen den Elektroden
net, daß das injizierte Plasma zur Erzeugung nicht eine Bogenentladung entsteht, die nicht selbeiner
zwischen den Elektroden (110, 116) bren- ständig gelöscht werden und bei langer Brenndauer
nenden Lichtbogenentladung benutzt wird, deren 15 zu einer Zerstörung der Röhre führen kann. Die
Stromstärke dann in an sich bekannter Weise Notwendigkeit, die Ionenkonzentration in engen
durch Resonanz auf Null erniedrigt wird, und daß Grenzen zu halten, hit zur Folge, daß zum Injizieren
anschließend ein langsamer Anstieg der an den des Plasmas eine Plasmakanone mit verhältnismäßig
Elektroden (110, 116) anliegenden Spannung zu- aufwendiger Konstruktion benutzt werden muß. Die
Belassen wird, bis zwischen den Elektroden ein 20 an die Konstruktion der Plasmakanone zu stellenden
tromfluß in Form einer bei konstanter Span- Anforderungen sind bei Röhren, mit denen Stromtiung
brennenden Glimmentladung eintritt. stärken von 1000 A und mehr bei einem Spannungs-
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- abfall über der Röhre in der Größenordnung von
rens nach Anspruch 1 für eine Schaltröhre mit 1000 V geschaltet werden sollen, aber nur sehr
gekreuzten Feldern, die konzentrisch angeordnete, 25 schwer zu erfüllen. Auch ist es bei dem bekannten
einen ringförmigen Raum umschließende Elek- Zündverfahren möglich, daß unerwünscnt eintretende
itroden, eine Magnetanordnung, mit der in dem Bogenenlladungen eine korrekte Zündung der Röhre
Raum zwischen den Elektroden ein im wesent- verhindern.
liehen axiales Magnetfeld erzeugbar ist, im Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zuRaum
zwischen den Elektroden eine Gasfüllung. 3° gründe, das eingangs beschriebene Verfahren so
die im leitenden Zustand der Röhre einen Strom- weiterzubilden, daß eine einwandfreie Zündung der
fluß zwischen den Elektroden in Form einer Röhre auch ohne genaues Einhalten einer bestimm-Glimmentladung
ermöglicht, und eine Vorrich- ten lonenkonzentration gewährleistet ist.
tung zum Einführen von Plasma in den Raum Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-
tung zum Einführen von Plasma in den Raum Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-
zwischen den Elektroden umfaßt, dadurch ge- 35 löst, daß das injizierte Plasma zur Erzeugung einer
kennzeichnet, daß mit den Elektroden (110, 116) zwischen den Elektroden brennenden Lichtbogenein
Resonanzkreis (52, 54) verbunden ist und daß entladung benutzt wird, deren Stromstärke dann in
ein Zeitglied (50, 52) vorgesehen ist, durch das an sich bekannter Weise durch Resonanz auf Null
nach dem Löschen der Bogenentladung die Ge- erniedrigt wird, und daß anschließend ein langsamer
schwindigkeit des Spannungsanstiegs an den Elek- 40 Anstieg der an den Elektroden anliegenden Spannung
troden (110. 116) auf einem zur Ausbildung der zugelassen wird, bis zwischen den Elektroden ein
Glimmentladung geeigneten niedrigen Wert ge- Stromlluß in Form einer bei konstanter Spannung
halten wird. brennenden Glimmentladung eintritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also
kennzeichnet, daß der Resonanzkreis (52. 54) aus 45 in der ersten Phase des Zündens der Röhre ein
einem zu der Schaltröhre parallel geschalteten Plasmastoß zur Erzeugung einer Bogenentladung be-Serienkreis
von Kondensator (52) und Induktivi- nutzt, die zu einem äußerst raschen Absinken der
tat (54) besteht und daß das Zeitglied von dem F.lektrodenspannung unterhalb des kritischen Span-Kondensator
(52) des Resonanzkreises und einem nungswertes führt. In der zweiten Phase des Zündzu
der Schaltröhre (100) und dem Resonanzkreis 5° Verfahrens wird die Stromstärke der Lichtbogen-(52,
54) in Serie liegenden Widerstand (50) ge- entladung durch Resonanz auf Null erniedrigt, etwa
bildet wird. in der Weise, wie bei einer aus der CH-PS 130 543
bekannten Gasentladungsröhre oder einer aus der CH-PS 164 029 bekannten Löschschaltung für Bogen-
55 strecken ein Nulldurchgang des Leitungsstromes erzielt wird. Danach steigt die Elektrodenspannung in
dem Maße, in dem die Entionisierung der Röhre
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden fortschreitet, langsam an. bis sie einen Wert erreicht,
iner Schaltröhre mit gekreuzten Feldern, bei der an der zwischen den Elektroden einen Stromfluß in
en Elektroden eine so hohe Spannung anliegt, daß 60 Form einer Glimmentladung ermöglicht,
ie Röhre bei dem im Raum zwischen den Elektro- Die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ver-
ie Röhre bei dem im Raum zwischen den Elektro- Die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ver-
en herrschenden Magnetfeld im nichtleitenden Zu- fahrens an die Plasmakanone zu stellende Anfordctand
ist und bei der zum Zünden in den Raum zwi- rung, nämlich ein Plasma erzeugen zu können, das
:hen den Elektroden ein Plasma injiziert und da- eine zum Entfachen der Bogenentladung ausreichende
urch die Spannung zwischen den Elektroden er- 65 Mindestkonzentration aufweist, ist konstruktiv mit
iedrigtwird. wesentlich einfacheren Maßnahmen zu erfüllen als
Ein solches Verfahren ist aus der DT-AS 1 7l'O 002 diejenige, ein Plasma zu erzeugen, dessen Konzcniekannt.
Bei dem bekannten Verfahren wird der Ar- nation in verhältnismäßig engen Grenzen gehalten
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