DE291880C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Bekannt ist die Verwendung von Glimmentladungen in verdünnten Gasräumen für die Herstellung trägheitsfreier Relais. Das genieinsame Kennzeichen aller bisher unter Verwendung von Glimmlichtröhren hergestellten Stromschlußvorrichtungen ist das dauernde Bestehen des Glimmlichtes. Solche Relais arbeiten zum Teil quantitativ infolge einer elektrischen oder magnetischen bzw. elektroma- gnetischen Beeinflussung des Kathodendunkelraumes. Die Beeinflussung erfolgt durch Variation des Verhältnisses der an die Elektroden gelegten Spannung zu der Stärke eines das Innere der Glimmlichtröhre durchsetzenden Magnetfeldes, wodurch bei konstantem Gasdruck der Katliodendunkelraum verlängert oder verkürzt werden kann. Die Länge des Kathodendunkelraumes einer Glimmlichtröhre bei gegebener Elektrodenspannung ist unmit-

ao telbar abhängig vom Gasdruck. Eine Glimmlichtröhre wird dann nicht ansprechen (Strom führen), wenn dieser Kathodcndunkelraum so groß ist, daß die der Kathode zugewandte Grenze des negativen Glimmlichtes liegen würde in einem Abstand von der Kathode, der größer ist als der Elektrodenabstand. In einem solchen Fall werde der durch Elektrodenspannung und freie Weglänge der Elektroden bedingte Kathodcndunkelraum'als virtueller Kathodendunkelraum bezeichnet.

Gemäß der Erfindung wird ein derartiger virtueller Katliodendunkelraum in der Weise beeinflußt, in welcher bei bekannten Vorrichtungen das Glimmlicht selbst beeinflußt wird.

Man kann beispielsweise den virtuellen Kathodendunkelraum durch ein transversales Magnetfeld verkürzen. Dadurch wird es möglich, die der Kathode zugekehrte Grenze des Glimmlichtes, die eigentlich jenseits der Anode liegen würde, in Richtung auf die Kathode zu verschieben und gegebenenfalls zwischen die · Elektroden zu verlegen, d. h. die Glimmlichtröhre wird bei genügend starkem, transversalem Magnetfeld bei einer Elektrodenspannung, bei der sie vorher nicht brannte, zum Zünden gebracht. Während bei den bisherigen Relais der gekennzeichneten Art ein vorhandenes Glimmlicht durch Variation des Verhältnisses der Elektrodenspannung zur Stärke eines das Innere der Glimmlichtröhre durchsetzenden Magnetfeldes beeinflußt wird, werden erfindungsgemäß hier durch gleichartige Variationen die Entstehungsbedingungen für ein Glimmlicht beeinflußt, d. h. neu geschaffen oder aufgehoben.

In Fig. ι ist ein Ausführugsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit g ist die Glimmlichtröhre bezeichnet; k ist die Kathode, a die koachsial zu k angeordnete zylindrische Anode. Die Leitung / ist in Windungen um die Glimmlichtröhre g herumgeführt, so daß das .durch einen Strom in diesen Windungen bedingte Magnetfeld das Innere der Röhre durchsetzt. Ein durch die Röhre zu betätigender Strom-

kreis J (beispielsweise ein Auslösestromkrcis) ist mit seinen freien Enden einmal an die Anode a, ein anderes Mal an die Kathode k geführt. Wird durch die Röhre g der Stromkreis -f geschlossen, so spricht das Relais r an und schließt, einen weiteren Stromkreis t, der beispielsweise auf Schaltorgane, die in der Leitung / liegen, einwirken kann. Eine derartige Vorrichtung stellt ein tj^-ijgheitsfreies

ίο Mji.xiniairelais.Jur elektrische Ströme dar. Man . hat die an den Elektroden liegende Spannung dabei so zu wählen, daß das Magnetfeld für den geforderten Grenzwert des Stromes der

■ Leitung/ so stark ist, daß der virtuelle Kathodenclunkelraum. gerade so weit verkleinert wird, als notwendig ist, die Bedingungen für einen Stromübcrgang von α nach k zu schaffen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, ein

Minimalrelais nach den gleichen Gcsichts-

ao'"punktcn herzustellen. Unterschreitet der Strom in diesem Fall einen bestimmten Wert, so wird der Kathodendunkelraum einer im Betrieb befindlichen Glimmlichtröhre so weit verlängert, daß er virtuell wird; dadurch wird der Strom-

»5 kreis.? (und mittels des Relais r der Stromkreis i) unterbrochen.

Man kann also eine derartige trägheitsfreie .Stromschlußvorrichtung mit Vorteil dazu benutzen, eincLeitung oder besonders-gefahr— detc Teile einefXerrung gegen Überlastungen^ zu.schützen. In Fig. 2 ist ein weiteres Beispiel einer derartigen Schutzschaltung gezeichnet. Der in der Leitung / liegende zu schützende Teil (beispielsweise ein Instrument, ein Apparat, eine Maschine o. dgl.) ist mit in bezeichnet. Im Nebenschluß zu m liegt ein Widerstand w, der mittels des Relais r in den Stromkreis / eingeschaltet wird. Das Relais r nimmt diese Einschaltung vor, wenn durch die Verkürzung des virtuellen Kathodendunkelraumes der Glimmlichtröhre g der Stromkreise geschlossen wird. Das zum Schließen des Stromkreises -i erforderliche Magnetfeld wird wieder durch den in der Leitung / fließenden Strom erzeugt. Die Wahl der Elektrodenspannung hat wieder so zu erfolgen, daß die Stärke des zum Grenzwert des Stromes gehörigen Magnetfeldes gerade hinreicht, die Glimmlichtröhre g zu zünden.

Vereinigt man eine der beschriebenen Über-■; Stromschutzvorrichtungen mit einer Überspan-•uungsschutzyornclitung, so erhält ηϊ&ττ~είηΐ-Vofrichtung· zum Schütze elektrischer Leitungen, die nur auf solche Überspannungen an- . spricht, die entweder die Folge einer erheb-,· liehen energieverzehrenden Störung sind oder ihrerseits derartige Störungen zur Folge

j haben. In Fig. 3 ist 'ein Ausführungsbeispiel

I. einer derartigen Schulzvorrichtung gezeichnet.

Die Überspannungssicherung wird dabei gebildet durch . eine Stromschlußvorrichtung nach Patent 263290 der Klasse 21 c. Der Stromkreis .? enthält die beiden in Reihe geschalteten Glimmlichtröhren g und /1 sowie das den Auslöscstromkreis t betätigende Relais r, das nur anspricht, wennjüic Glimmlichtröhren g und //· gleichzeitig einen Strohidunchgang gestatten" Eine energieverzchrende Überspannungsstörung der Leitung / bewirkt eine Zunahme des Γ Stromes in dieser Leitung. Dadurch steigt Wo einerseits die Stärke des Magnetfeldes in der ' Röhre g an; diese Erhöhung der Feldstärke innerhalb der Röhre g wird benutzt zur Verringerung des virtuellen Kathodendunkelraumes, zündet also die Röhre g. Andererseits bewirkt die Zunahme des Stromes in der Leitung / in den Drosselspulen d, d einen erhöhten Spannungsabfall, welcher zur Überbrückung der Funkenstrecke / ausreicht. Durch das Ansprechen der Funkenstrecke / wird der parallel zu ihr liegende Schwingungskreis p erregt, der die Zündung der Glimmlichtröhre h bewirkt. Durch die gleichzeitige Zündung der Röhren g und h wird das Relais r zum Ansprechen gebracht, der Auslösestroriikreis t geschlossen.

Mit Hilfe einer so hergestellten Schutzvorrichtung erreicht man eine wirksame Eingrenzung des Störungsgebietes schädlicher Überspannungserscheinungen. Ein gegen diese zu schützender Leitungsteil muß dabei an beiden Enden von einer Schutzvorrichtung nach Art der Fig. 3 begrenzt werden. Fig. 4 zeigt die Einfügung solcher Schutzelemente η in eine Drchstromleitung I, zum Zwecke, Unterstationen u gegen Überspannungen zu schützen, die die Leitung zwischen je zwei Unterstationen, beispielsweise im Punkt X₁ treffen.

Die Verwendungsmöglichkeiten der trägheitsfreien Stromschlußvorrichtung beschränken sich keinesfalls auf Gebiete der Schutz- ioo Schaltungen, wenn diese auch hauptsächlich in Frage kommen. In allen Fällen, in denen Relais beliebiger Ausgestaltung Verwendung finden, läßt sich grundsätzlich die trägheitsfreie Stromschlußvorrichtung an die Stelle der Relais setzen.

Unwesentlich für die Erfindung ist die Form der Glimmlichtröhre, die Art des verwendeten Gases, das Material und die Anordnung der Elektroden, die Ausbildung des durch die Röhren zu schließenden oder zu öffnenden Stromkreises, die Erzeugung der erforderlichen Elektrodenspannung und die Anordnung des das Innere der Glimmlichtföhre durchsetzenden Magnetfeldes.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Trägheitsfreie Stromschlußvorrichtung, insbesondere für elektrische Sicher- iao heitsvorrichtungen, bei der der, Stromschluß durch Ionisation einer in den Strom-

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   kreis eingeschalteten Gasstrecke ' erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Grenze des negativen Glimmlichtes von der Kathode, der in stromlosem Zustande der Gasstrecke größer als der Elektrodenabstand ist, von einem die Gasstrecke durchsetzenden Magnetfeld derart eingestellt wird, daß ein Stromübergang zwischen den Elektroden erfolgen kann oder ein bereits bestehender Strom unterbrochen wird.
2. 2. Trägheitsfreie Stromschlußvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,. daß die das Magnetfeld erzeugende Wicklung in den Stromkreis derjenigen Teile einer elektrischen Anlage eingeschaltet ist, die gegen Überströme geschützt werden sollen.
3. 3. Trägheitsfreie Stromschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrecke in Reihe geschaltet ist mit einer Uberspannungssicherung, so daß der Auslösestromkreis nur dann geschlossen wird, wenn Überströme, die mit Überspannungen verkettet sind, die Gasstrecke zünden (Fig. 3).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   .an.