Entladungsröhre mit reiner oder gemischter Edelgasfüllung für Überspannungsschutz.
Zum: Überspannungsschutz elektrischer Leitungen oder Apparate sind Entladungsröhren
in Gebrauch, welche mit verdünnten Gasen gefüllt sind und von der abzuleitenden
Überspannung dürchsclAageri werden. Eine Verbesserung der hierfür früher vielfach
angewendeten Röhren mit Elektroden aus Kohle, Graphit oder Quecksilber; welche sich
in verdünnter Luft oder verdünntem Wasserstoff befanden, bestand in der Anwendung
von leichter verdampfbaren, elektropositiven Metallen inV erbindung mit einer Edelgasfüllüng.
Hierdurch wurden geringere Ansprechspannungen erzielt; jedoch bereitete der Umstand,
daß elektropositive Stoffe das Gefäßmaterial stark angreifen, gewisse Schwierigkeiten
in bezug auf die Steigerung der Stromdürchläss#gkeit solcher. Röhren. .Bei Röhren
mit Kohleelektroden hat es sich dagegen gezeigt, daß; nachdem einmal die Spannung
bis zu der hohen Ansprechgrenze heraufgesetzt ist, sehr große Stromstärken von der
Röhre aufgenommen werden können. Vermutlich wirkt hierbei die starke Zerstäubungsfähigkeit
der Kohle mit, wodurch ein Strom von Kohleteilchen im Zustand hoher- Temperatur
von der einen Elektrode zur anderen geleitet wird.Discharge tube with pure or mixed inert gas filling for overvoltage protection.
For: Overvoltage protection for electrical lines or devices are discharge tubes
in use, which are filled with dilute gases and to be diverted from the
Overvoltage bychsclAageri. An improvement for this in the past many times over
applied tubes with electrodes made of carbon, graphite or mercury; which
found in dilute air or diluted hydrogen consisted in the application
of more easily vaporizable, electropositive metals in connection with a noble gas filling.
This resulted in lower response voltages; however, the circumstance
that electropositive substances strongly attack the vessel material, certain difficulties
with regard to the increase in the current permeability of such. Tubes. .For tubes
with carbon electrodes, on the other hand, it has been shown that; after once the tension
is increased up to the high response limit, very large currents from the
Tube can be included. Presumably, the strong atomization is at work here
the coal with, creating a stream of coal particles in a high-temperature state
from one electrode to the other.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Einfiuß der Edelgasfüllung
und der elektropositiven Metalle oder Metallegierungen auf die Erniedrigung der
Zündspannung" derartiger Überspannungsv°ntile auszunutzen, daneben aber für die
Steigerung der Stromdurchlässigkeit von der Eignung -der Kohle zur Erzielung hoher
Stromstärken Gebrauch zu machen. Dadurch wird eine Röhre- erhalten, welche bei niedriger
Spannung anspricht, aber in bezug auf Stromdurchlässigkeit und Belastungsfähigkeit
den nur mit Kohleelektroden versehenen Röhren nicht nachsteht. Es wird zu diesem
Zweck eine Elektrodenanordnung vorgesehen, bei welcher Teile der Elektroden mit
elektropositiven Stoffen bekleidet oder erfüllt sind, während die übrige, dem Stromduschgang
dargebotene Fläche aus geeignetem, vorzugsweise gepreßtem oder gebranntem Kohleelektrodenmaterial,
Graphit
o. dgl. Stoffen besteht. Die Blektrodenanordnung, die zwei oder mehr Elektroden
umfassen kann, ist in einer Atmosphäre von verdünnten Edelgasen, - z. B. in einem
Gemisch von Neon und Argon, untergebracht.The basic idea of the invention is to reduce the influence of the inert gas filling
and the electropositive metals or metal alloys on the lowering of the
To exploit ignition voltage "of such overvoltage valves, but also for the
Increase the current permeability of the suitability of the coal to achieve high
To make use of currents. Thereby a tube is obtained, which at lower
Voltage responds, but in terms of current permeability and load capacity
is not inferior to the tubes only provided with carbon electrodes. It becomes this
Purpose an electrode arrangement is provided in which parts of the electrodes with
Electropositive fabrics are clothed or met, while the rest, the power shower
presented area made of suitable, preferably pressed or burned carbon electrode material,
graphite
o. The like. Substances consists. The lead electrode arrangement, the two or more electrodes
may include, is in an atmosphere of dilute noble gases, - z. B. in one
Mixture of neon and argon.
Die Abbildung veranschaulicht eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens.
In der mit einem verdünnten Edelgas oder Edelgasgemisch gefüllten Röhre =, an welcher
die Abschmelzspitze 2 sitzt, stehen einander die Elektroden 3 und q. in sehr geringem
Abstand gegenüber. Der Abstand ist so gering gewählt, daß die Einrichtung mit einem
Minimum von Spannung zünden kann. Während die obere Elektrode 3 einen oben und unten
offenen Hohlkörper aus Graphit oder Kohle darstellt, bildet die untere Elektrode
q. einen napfartigen Behälter, der teilweise mit dem stark elektropositiven Metall
s, das vorzugsweise Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthält, angefüllt ist. Die
Einführung dieses Metalls geschieht in der Regel in geschmolzenem Zustand im Vakuum
oder im Strom eines chen-)isch trägen Gases durch den oben angesetzten Rohrstutzen,
von welchem später die Abschmelzspitze 2 zurückbleibt, und zwar wird die Zufuhr
des geschmolzenen Metalls oder der geschmolzenen Metallegierung zweckmäßig durch
die Elektrode 3 hindurchgeleitet, welche ihre Gestalt hauptsächlich dieser Rücksicht
verdankt. Durch Verdampfung oder Zerstäubung unter Strom gelangt dann das elektropositive
Material 5 teilweise auch auf die Wände oder an bestinuute Stellen der Elektrode
3 oder auf die äußere Fläche der Elektrode q..The figure illustrates an embodiment of the inventive concept.
In the tube filled with a diluted noble gas or mixture of noble gases = on which
the melting point 2 is seated, the electrodes 3 and q are each other. in very little
Distance opposite. The distance is chosen so small that the device with a
Minimum voltage can ignite. While the upper electrode 3 one above and below
represents open hollow body made of graphite or carbon, forms the lower electrode
q. a bowl-like container, which is partially filled with the highly electropositive metal
s, which preferably contains alkali metal or alkaline earth metal, is filled. the
This metal is usually introduced in a molten state in a vacuum
or in the flow of a somewhat inert gas through the pipe socket attached at the top,
from which later the melting tip 2 remains, namely the supply
of the molten metal or the molten metal alloy expediently
the electrode 3 passed through, which its shape mainly this consideration
owes. The electropositive then arrives through evaporation or atomization under current
Material 5 partly also on the walls or at best continuous points of the electrode
3 or on the outer surface of the electrode q ..
Andere Ausführungsformen der Erfindung sehen verschiedenartig gestaltete
Kohlekörper mit Hohlräumen vor, welche das elektropositive Metall enthalten, beispielsweise
in Form von zusammengesetzten Platten, deren Fugen mit dem in .der Regel weichen
elektropositiven Material angefüllt sind. Man kann jedoch auch von der Eigenschaft
der Kohle Gebrauch machen, derartige elektropositive Materialien stark zu absorbieren.
Die genannten Stoffe werden dann von der Oberfläche der Kohle gut festgehalten.
Benutzt man diese Eigenschaft, so braucht man die untere Elektrode q. nicht unbedingt
als Hohlkörper zur Aufnahme ; eines Metallüberschusses auszubilden; man kann vielmehr
das elektropositive Metall an eine beliebige Stelle der Röhre oder eines Röhrenansatzes
bringen und von dort aus durch Verdampfung auf die Elektrodenoberfläche überführen.Other embodiments of the invention see various designs
Carbon bodies with cavities which contain the electropositive metal, for example
in the form of composite panels, the joints of which usually soften with the
electropositive material are filled. However, one can also benefit from the property
make use of carbon to strongly absorb such electropositive materials.
The substances mentioned are then retained well by the surface of the coal.
If one uses this property, one needs the lower electrode q. not necessarily
as a hollow body for receiving; to form an excess of metal; one can rather
the electropositive metal at any point on the tube or a tube attachment
bring and transfer from there by evaporation to the electrode surface.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die benutzten Kohle- oder Graphitkörper
vor der Verwendung möglichst im luftleeren Raum oder in einem indifferenten Gase
stark auszuglühen und sodann in einer indifferenten Gasatmosphäre, z. B. Argon,
Neon, Helium, mit oder ohne Zusätze von Gasen, wie- Stickstoff oder Wasserstoff,
erkalten zu lassen. Dadurch wird erreicht, daß die Kohleelektroden nachträglich
in der Röhre keine schädlichen Gase mehr abgeben. Der Zusatz von Stickstoff oder
Wasserstoff.- bezweckt, bei solchen Röhren, bei denen die Anwesenheit geringer Mengen
von unedlen Gasen in der Edelgasfüllung erwünscht ist, dies mittels der Aufnahmefähigkeit
des porösen Kohlematerials zu erreichen.It has proven to be useful to use the carbon or graphite bodies
before use if possible in a vacuum or in an inert gas
to anneal strongly and then in an inert gas atmosphere, e.g. B. argon,
Neon, helium, with or without the addition of gases, such as nitrogen or hydrogen,
to let it cool down. This ensures that the carbon electrodes are subsequently
no longer emit harmful gases in the tube. The addition of nitrogen or
Hydrogen.- intended in such tubes where the presence of small quantities
of base gases in the noble gas filling is desired, this is done by means of the absorption capacity
of the porous carbon material.
Die Wirkungsweise der vorstehend gekennzeichneten Anordnungen ist
folgende: Durch die Edelgasfüllung und durch das auf der Kohle haftende elektropositive
Material wird die Zündspannung auf diejenigen Werte herabgedrückt, welche der Zusammenstellung:
Edelgasfüllungelektropositives Elektrodenmaterial eigentümlich sind. Hat demzufolge
die Entladung bei niedriger Spannung eingesetzt, so bewirkt die darauffolgende Erhitzung
und Lichtbogenbildung, daß nunmehr die Kohle in Tätigkeit tritt und vermöge ihrer
besonderen Eignung einen starken Entladungsstrom liefert, der in Form eines hell
leuchtenden Bogens oder Funkens auftritt.The mode of operation of the arrangements identified above is
the following: Due to the inert gas filling and the electropositive that adheres to the carbon
Material, the ignition voltage is reduced to those values that correspond to the composition:
Noble gas filling electropositive electrode material are peculiar. As a result
When the discharge is started at low voltage, it causes the subsequent heating
and arcing, so that now the coal comes into action and by virtue of it
special suitability delivers a strong discharge current in the form of a bright
luminous arc or spark occurs.