DE602114C - Quecksilberdampfgleichrichter mit den Anoden vorgelagerten, zum Teil von aussen gesteuerten und zum Teil mit keinem Punkt ausserhalb des Entladungsraumes in elektrisch leitender Verbindung stehenden Einbauten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, den Anoden von Quecksilberdampfgleichrichtern Einbauten in Form von Gittern, Sieben, Hülsen o. dgl. vorzulagern, die innerhalb der Anodenarme bzw. in den die Anoden umgebenden Hülsen isoliert oder nicht isoliert befestigt sind. Diese Einbauten haben vor allen Dingen den Zweck, die Dampfdichte in dem Hülsenraum vor den Anoden zu verringern, um die Kondensation von Quecksilber an der Anode und damit die Rückzündungsgefahr zu vermindern. Die Einbauten können zu dem Zweck durch Fremdbeheizung zusätzlich erhitzt werden, oder sie können so< bemessen und angeordnet sein, = 15 daß sie dem Lichtbogen Heizenergie entnehmen, die dann zur Überheizung des Hülsenraumes benutzt wird, so daß die Quecksilberdampfdichte in unmittelbarer Nähe der Anode auf ein unschädliches Maß herabgesetzt wird. Die auf diese Weise erzielte Verminderung der Dampfdichte hat aber noch den weiteren Vorteil, daß durch sie ein praktisch ionenfreier Raum vor der Anode geschaffen wird, der die Steuerwirkung der Gitter auf den Lichtbogen ganz beträchtlich erhöht, falls an die Gitter in bekannter Weise Steuerspannungen angelegt werden. Es ist nun an sich bekannt, mehrere Einbauten, und zwar sowohl gesteuerte als auch ungesteuerte in der Hülse in axialer Richtung übereinander anzuordnen. Diese Gitter liegen aber vielfach am Ende der Anodenhülse und von der wirksamen Anodenfläche sa weit entfernt, daß sie den im vorstehenden geschilderten Zweck und die damit verbundenen Vorteile nicht erzielen lassen.

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich nun auf einen Quecksilberdampfgleichrichter mit den Anoden vorgelagerten, zum Teil von außen gesteuerten und zum Teil mit keinem Punkt des über den Lichtbogen des Gleichrichters sich schließenden Stromkreises"außerhalb des Entladungsraumes in elektrisch leitender Verbindung stehenden Einbauten (Gitter o. dgl.), die innerhalb der Anodenarme oder den Anodenhülsen in mehreren Lagen übereinander angebracht sind. Bei einem solchen Gleichrichter ist zur Verminderung der Dampfdichte vor der Anode, also auch zur Verhütung der Rückzündung und zur Erhöhung der Steuerfähigkeit der Einbauten, erfindungsgemäß zwischen der Anode und dem von außen gesteuerten Gitter für dieselbe ein mit keinem Punkt außerhalb des Entladungsraumes in elektrisch leitender Verbindung stehendes Gitter angebracht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in Abb. 1 und 2 in verschiedener Anordnung dargestellt. In beiden Abbildungen ist α die in bekannter Weise durch den Anodendeckel mittels eines Isolators eingeführte Anode und b die am Isolator aufgehängte, z. B. metallische Anodenschutzhülse. Das an ein beliebiges Steuerpotential

gelegte Steuergitter ist mit c bezeichnet. Dieses Gitter kann, wie dargestellt, parallel zur Hülsenachse verlaufende Flächen besitzen, die gegebenenfalls konzentrisch mit der Hülsenwand gruppiert sind, oder es kann ein quer zur Hülsenachse ausgespanntes Drahtgitter sein; es kann isoliert gegen die Anodenhülse oder leitend mit ihr verbunden sein. Zwischen dem Steuergitter c und der ίο Kopffläche der Anode α liegt ein ungesteuertes Gitter d, das isoliert mit der Hülse b verbunden ist, wenn das gesteuerte Gitter mit ihr leitend verbunden ist, und das entweder isoliert oder leitend mit der Hülse verbunden sein kann, wenn das gesteuerte Gitter gegen die Hülse isoliert ist. Das Gitter d kann parallel zur Hülsenachse verlaufende, gegebenenfalls konzentrische Flächen besitzen. Dabei kann der Querschnitt der konzentrischen Hülsen beliebig sein. Das zwischen der Anode und dem Steuergitter angeordnete, nicht von außen gesteuerte Gitter kann aus Graphit hergestellt sein. Wird für das ungesteuerte Gitter ein Drahtgitter verwendet, so ergibt sich der besondere Vorteil, daß der Raum zwischen Steuergitter und Anode sehr klein wird. Das der Anode unmittelbar vorgelagerte Gitter d wird durch den Vorwärtslichtbogen sehr stark erhitzt, so daß auf diese Weise der das Gitter umgebende Anodenraum stark überhitzt und damit die Dampfdichte an dieser Stelle auf einen Minimalwert herabgesetzt wird. Um diese Wirkung des Gitters d zu unterstützen, kann gegebenenfalls das Gitter von einer Fremdstromquelle geheizt werden. Durch die Anwendung des zusätzlichen Gitters gemäß der Erfindung wird außerdem erreicht, daß Ladungsträger, die von der Anode selber oder aus dem Ionenraum des Gitters oder aber bei nicht vollkommener Absperrung des Hülsenraumes durch das Steuergitter vom Hülsenraum herrühren, durch das Gitter vollkommen abgefangen werden.

+5 Daß die Verwendung eines ungesteuerten Gitters unmittelbar vor der Anode betriebstechnische Vorteile hat, erklärt sich folgendermaßen: Ein gesteuertes Gitter führt während der Vorwärtsperiode der Anode ein positives Potential, um das Zünden der Anode zu ermöglichen, d. h. es führt infolge des durch «ine Hilfs-EMK ihm aufgedrückten Potentials zeitweise einen Vorwärtslichtbogen zur Kathode. Es hat sich nun gezeigt, daß an solchen gesteuerten Gittern leicht Zündungen, d. h. sogenannte Zwischenkathodenflecke vom Hauptlichtbogen gebildet werden. Durch solche Unstetigkeiten im Lichtbogen (Zwischenkathodenfleckbildung) treten aber kurzzeitig Schwingungen im Anodenstrom auf, die ihrerseits infolge der Induktivitäten des Anodenkreises Überspannungen erzeugen, die dann sehr leicht Rückzündungen; verursachen können. Diese Zwischenkathodenfleckbildung des Lichtbogens am gesteuerten Gitter wird ganz wesentlich vermindert dadurch, daß das unmittelbar der Anode vorgesetzte Gitter nicht gesteuert wird, womit die Rückzündungssicherheit gleichzeitig erhöht wird.

Gleichzeitig ist dieses ungesteuerte Gitter ein vorzüglicher Schutz gegen das Versagen des gesteuerten Gitters, indem infolge der Verhinderung der Zündung bzw. Kathodenfleckbildung des Hauptlichtbogens am Steuergitter dessen Steuerfähigkeit ganz wesentlieh erhöht und verbessert wird. Zugleich kann das ungesteuerte Gitter die Ionen der Restladungen in sich aufnehmen und damit den Raum sehr rasch entionisieren, was sowohl für die Rückzündungssicherheit als auch für die Steuerfähigkeit des gesteuerten Gitters von größter Bedeutung ist.

Durch die Anordnung der Erfindung wird also erreicht, daß das Steuergitter in einem Raum unmittelbar vor der Anode untergebracht ist, in dem bei größter Überhitzung die kleinste Dampfdichte und die geringste Dichte an Ladungsträgern vorhanden ist, so daß die Entstehung selbsttätiger Entladungen zwischen Anode und Steuergitter vermieden und damit eine einwandfreie Steuerwirkung des Gitters ermöglicht ist.

Gleichzeitig wird durch diese Einrichtung ein vorzüglicher Rückzündungsschutz im Normalbetrieb des. Gleichrichters erreicht, indem durch die Zone höchster Überhitzung, kleinster Dampfdichte und geringster Ladungsträgermenge unmittelbar vor der Anodenoberfläche während der Sperrzeit der Anode eine große Sperrfähigkeit des Anodenventils erreicht wird, indem an jener Stelle, wo der Aufbau der selbsttätigen Entladung, die sich in die Rückzündungserscheinung auswirkt, beginnt, eine Zone von größter Durchschlagsfestigkeit geschaffen ist,: die eine Entstehung einer selbständigen Entladung unmöglich macht.

Um auch bei Anwendung eines zwischen Anode und Steuergitter vorgesehenen ungesteuerten Gitters mit in der Hülsenachse sich erstreckenden Flächen den Raum zwischen Anode und Steuergitter nach Möglichkeit zu verkürzen, kann gemäß Abb. 2 das in seiner axialen Ausdehnung verlängerte Gitter d mit einer Anzahl in axialer Richtung längeren Flächenteilen e versehen sein, die zwischen die Flächen des Steuergitters c hineinragen. Die mit der beschriebenen Anordnung erzielte Wirkung kann, weiter dadurch verbessert werden, daß in der Achsenrichtung der Hülse vor dem Steuergitter noch ein weiteres ungesteuertes Gitter / isoliert oder

leitend gegenüber der Hülse vorgesehen wird. Auch dieses Gitter kann wieder Flächen besitzen, die in der Längsachse der Anodenhülse sich erstrecken, oder es kann ein Drahtsieb sein; es kann auch gegebenenfalls von einer Fremdstromquelle geheizt werden. Ferner können sämtliche ungesteuerten Gitter leitend mit oder ohne Zwischenschaltung von Widerständen miteinander verbunden sein.

ίο Es ist ferner möglich, das in der Achsenrichtung der Hülse dem Steuergitter vorgelagerte Gitter ebenfalls zu steuern, wobei jedoch immer das unmittelbar der Anode vorgelagerte Gitter ungesteuert bleibt.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Quecksilberdampfgleichrichter mit den Anoden vorgelagerten, zum Teil von außen gesteuerten und zum Teil mit keinem Punkt außerhalb des Entladungsraumes in elektrisch leitender Verbindung stehenden Einbauten (Gitter o. dgl.), die innerhalb der Anodenarme oder den Anodenschutzhülsen in mehreren Lagen übereinander angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anode und dem von außen gesteuerten Gitter für dieselbe ein mit keinem Punkt des über den Lichtbogen des Gleichrichters sich schließenden Stromkreises außerhalb des Entladungsraumes in elektrisch leitender Verbindung stehendes Gitter angebracht ist.

2. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht von außen gesteuerte Gitter gegen die Anodenhülse isoliert ist.

3. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht von außen gesteuerte Gitter mit der Anodenhülse leitend verbunden ist.

4. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gitter parallel zur Hülsenachse verlaufende Flächen besitzen.

5. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter aus konzentrischen Hülsen beliebigen Querschnitts bestehen.

6. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 4 und S, dadurch gekennzeichnet, daß das von außen gesteuerte Gitter und das nicht von außen gesteuerte Gitter einander in axialer Richtung überdecken.

7. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Flächen des nicht von außen gesteuerten Gitters zwischen die Flächen des von außen gesteuerten Gitters hineinragen.

8. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das nicht von außen gesteuerte Gitter aus quer zur Hülsenachse gespannten dünnen Drahtgittern besteht.

9. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem von außen gesteuerten Gitter an seiner von der Anode abgewandten Seite ein weiteres gesteuertes oder ungesteuertes Gitter vorgelagert ist.

10. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der zu beiden Seiten des von außen gesteuerten Gitters angeordneten nicht von außen gesteuerten Gitter von einer Fremdstromquelle zusätzlich geheizt wird.

ir. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche nicht von außen gesteuerte Gitter untereinander leitend verbunden sind.

12. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen der Gitter Widerstände eingeschaltet sind.

13. Quecksilberdampfgleichrichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Anode und dem Steuergitter angeordnete nicht von außen gesteuerte Gitter aus Graphit besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

BEixiv. Gt:MM:T IM DEk