DE597873C - Verfahren und Anordnung zum UEberwachen des Betriebes von Metalldampfgleichrichtern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ASI
1. JUNI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE

2ig S 30.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Januar 1930 ab

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Betriebes von Metalldampfgleichrichtern, namentlich bei Großgleichrichtern, bei denen die Betriebsvorgänge in den Anodenrohren beobachtet werden. _i

Abgesehen von der üblichen, meistens durch automatische Regelvorrichtungen betätigten Überwachung des Kühlwassers für Gleichrichtergefäß und Umgebung der Anode, dessen Temperatur, des Pumpenlaufes usw. und abgesehen von den bekannten Schutzvorrichtungen, die lediglich bei Störungen, z. B. Rückzündungen, ansprechen, beschränkt sich das Überwachen des Betriebes von Groß-

¹S gleichrichtern bisher, wenigstens was die Überwachung des Vakuuminnern anbelangt, im wesentlichen auf die Beobachtung des Zustandes der Restgase.

Diese Kontrollmaßnahmen für das Verhalten des wichtigsten Teiles eines Gleichrichters, nämlich für das Verhalten des Innern des Vakuumgefäßes, müssen nach dem heutigen Stande der Technik als unzureichend angesehen werden. Die Messung des Vakuums wird im allgemeinen an Stellen vorgenommen, welche räumlich von den eigentlichen Lichtbogenvorgängen entfernt liegen. Eine solche Messung gibt natürlich nur sehr roh Aufschluß über die Zustände im Gleichrichter, da das Innere des Gleichrichters bekanntlich von heftigen Dampfströmungen erfüllt ist und demgemäß sowohl die Drücke der Restgase als auch der Quecksilberdampfdruck von Ort zu Ort veränderlich sein werden.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontrollmöglichkeit durch Verbesserung der Kontrollmittel zu schaffen, die bei neuzeitlichen Gleichrichtern unbedingt neben die Vakuummessung zu stellen ist. Diese Mittel bestehen in solchen Einrichtungen, die geeignet sind, namentlich über die fast einzige Gefahr im Gleichrichterbetriebe, nämlich die Gefahr der Rückzündung, Aufschluß zu geben. Theoretische und praktische Untersuchungen der letzten Jahre haben den Nachweis erbracht, daß die Quellen der Rückzündungen namentlich in der Gegend der Anode zu suchen und hier hauptsächlich auf die Restladungen zurückzuführen sind. Die Dichte der Restladungen ihrerseits steht wiederum in gewissem Zusammenhang mit dem Dampfdruck des Quecksilbers unid dem Druck der Restgase.

Zur Überwachung dieser Vorgänge werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Folgeerscheinungen zu starker Dämpfdrücke oder zu starker Restladungen zur Anzeige gebracht. Eine andere bereits für die Zwecke der Überwachung von elektrischen Anlagen auf Rückzündungen hin in Vorschlag ge-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. e. h. Moritz Schenkel in Berlin-Charlottenburg und Dipl.-Ing. Jürgen von Issendorff in Berlin-Siemensstadt.

brachte Einrichtung benutzt im Gegensatz hierzu die Lichtwirkungen zur Anzeige, die der Lichtbogen in der Entladungsbahn auf eine lichtelektrische Zelle ausübt. Zur Anzeige der genannten Folgeerscheinungen zu starker Dampfdrücke u. dgl. eignen sich die Temperaturänderungen solcher Körper, die in den Weg der Entladung gebracht werden oder in diesem von vornherein vorhanden sind. Hierher gehören in erster Linie die bekannten metallenen Anodenschutzrohre, ferner die in diesen angebrachten isolierten oder nicht isolierten Gitter und endlich besondere Sonden in Nähe der Anode. Es werden in diesen Körpern Thermoelemente angebracht, die die Temperatur der Körper anzeigen. Man wählt hierzu solche Stellen der betreffenden Körper, an denen die höchsten Temperaturen zu erwarten sind. Die Anschlüsse der Thermoao elemente sind isoliert und abgedichtet nach außen geführt. Als Isoliermittel werden zweckmäßig Rohre aus Quarz verwendet, da andere Isoliermittel im allgemeinen nicht genügend temperaturbeständig sind und zu Verunreinigungen Anlaß geben können. Die Erwärmung der genannten Körper erfolgt vorwiegend durch die auf ihnen stattfindenden Wiedervereinigungsvorgänge zwischen den Elektronen und Ouecksilberionen, hängt also mit dem Grad der Ionisation zusammen.

Ein weiteres Mittel besteht darin, die Beteiligung dieser Körper an dem sogenannten Rückstrom zu messen oder zur Anzeige zu bringen. Es ist bekanntlich nachgewiesen worden, daß während des Beginns der Sperrzeit durch eine Anode ein nach Milliampere zählender Rückstrom fließt, der allmählich abklingt. Dieser Rückstrom ist die eigentliche Ursache der Rückzündung und muß in derartig kurzer Zeit abklingen, daß er bei Beginn der höheren negativen Spannung an der betreffenden Anode bereits sehr niedrige Werte erreicht hat. Die Messung des Rückstromes bzw. die Messung des Abklingens des Rückstromes ist daher zur Beurteilung, ob ein Gleichrichter unter einem gegebenen Zustande noch rückzündungssicher ist oder nicht, von besonderem Wert. Diese Rückströme hat man bisher gelegentlich an den Anoden selbst durch Anwendung besonderer Schaltungen beobachtet. Diese Beobachtung an den Anoden selbst vorzunehmen, ist jedoch unpraktisch, da ja die Anoden in der Durchlaßrichtung starke Strome führen und die Meßmittel möglicherweise dann auch für eine teilweise Führung solcher starken Ströme eingerichtet sein müssen. Bei der Erfindung wird daher eine Ersatzanode oder Sonde, evtl. auch ein zu diesem Zweck abgetrennter und isolierter Teil der eigentliehen Anode, zur Messung eines bestimmten Bruchteiles des Rückstromes benutzt. Es wird also in der Nähe der Anode eine Sonde, z. B. ein aus gleichem Material wie die Anode gebildeter Ring, isoliert angebracht, der mit den bekannten Einrichtungen für die Messung des Rückstromes verbunden wird. Da durch diesen Ring normalerweise nur ein beliebig kleiner Teil des Betriebsstromes hindurchfließt, so können die entsprechenden Einrichtungen für die Rückstrommessung sehr klein und billig gehalten werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine sichere Überwachung von Metalldampfgleichrichtern dadurch erreicht, daß man zum Überwachen des Betriebes der Gleichrichter die in den Anodenröhren auftretenden Rückströme durch an einzelnen Punkten angebrachte Sonden mißt. Die Sonden können an den Anodenschutzrohren oder an den in diesen angebrachten Gittern angeordnet sein und befinden sich vorzugsweise in nächster Nähe der Anoden. Als Sonden können isolierte Teile des Anodenschutzrohres, der Gitter oder der Anoden selbst dienen.

Ein Beispiel einer Rückstrommeßanordnung ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Mit ι ist die in möglichster Nähe der Anode 2 angebrachte, beliebig geformte Sonde bezeichnet. Die isoliert ausgeführte Zuleitung der Sonde teilt sich dann in zwei die Ventilröhren bzw. Gleichrichter 3 und 4 enthaltende Zweige derart, daß die Sondenrückströme nur durch 3 hindurchgelassen und mit dem Milliamperemeter S gemessen werden, während in der stromdurchlässigen Phase der zugehörigen Anode 2 die Sonde über 4 eine positive Spannung erhält, um größere Spannungsunterschiede zwischen 1 und 2 sicher zu vermeiden. Deshalb sind die Enden beider Zweige an 2 angeschlossen. An Stelle von 5 kann auch eine Verstärkeranordnung treten. Für weniger exakte Messungen ist es angängig, die Meßschaltung zu vereinfachen, z. B. 3 durch einen großen, 4 durch einen kleinen Widerstand zu ersetzen.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, daß das in die Schalttafel einzusetzende Instrument 5 und seine Zuleitungen keine hohen Spannungen (gegen Erde) führen. Dies kann am einfachsten, wie es auch sonst in der Technik üblich ist, durch Einschaltung eines eisenlosen Transformators in den Rückstromzweig geschehen. Das Instrument 5 würde dann in dessen Sekundärkeis zu legen sein und müßte als Wechselstromamperemeter für entsprechend hohe Frequenz ausgeführt sein, wenn man auf ein weiteres Ventil verzichten will. Ferner läßt sich das Anzeigeinstrument auch als Kontaktinstrument einrichten, um bei übermäßig hohen Rückströmen Warmingssignale zu geben bzw. den zugehörigen Gleichrichter außer Betrieb zu setzen.

Claims (4)

1. PaτκwτανSprüche:

   ι. Verfahren zum Überwachen des Betriebes von Metalldampfgleichrichtern, namentlich Großgleichrichtern, bei denen die Betriebsvorgänge in den Anodenrohren beobachtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Anodenrohren auftretende Rückstrom durch an einzelnen Punkten angebrachte Sonden gemessen wird.
2. 2. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden an den Anodenschutzrohren oder an den in diesen angebrachten Gittern angeordnet sind.
3. 3. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden in der nächsten Nähe der Anoden angeordnet sind.
4. 4. Anordnung zur Ausführung des Ver- ao fahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sonden isolierte Teile des Anodenschutzrohres, der Gitter oder der Anoden selbst dienen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen