DE637934C

DE637934C - Process for extinguishing discharges in vacuum vessels

Info

Publication number: DE637934C
Application number: DES104343D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing; Dr Max Steenbeck
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-04-26
Filing date: 1932-04-26
Publication date: 1936-11-06

Description

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine bestehende Entladung, beispielsweise einen Vakuumbogen, dadurch zu löschen, daß ein Kondensatorschlag kurzzeitig einen Stromstoß in entgegengesetzter Richtung durch das Rohr hindurchschickt und dadurch den Rohrstrom einige io-*⁴ Sek. lang zu Null macht. Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, Vakuumentladungen mittels zwischengesetzter Gitter zu steuern. Das erstgenannte Verfahren läßt sich grundsätzlich bei beliebig hohen Stromdichten anwenden. Es hat jedoch den Nachteil, daß es auf den Hauptstromkreis einwirkt und überdies verhältnismäßig große Löschkapazitäten erfordert. Das zweite Verfahren besitzt diese beiden Nachteile nicht. Es wirkt jedoch nur bei verhältnismäßig kleinen Stromdichten, während es bei großen Stromdichten versagt. Das Versagen des zweiten Verfahrens im letzteren Falle ist darauf zurückzuführen, daß die Sperrwirkung eines in die Entladungsbahn eingebrachten, negativ aufgeladenen Gitters durch Schichten positiver Ionen, die sich um die Gitterdrähte herum ansammeln, zu einem großen Teil aufgehoben wird. Die Gitterdrähte wirken nur in einer sehr engbegrenzten Zone sperrend auf die Entladung. Der größte Teil der Gittermaschen jedoch bleibt durchlässig. Es ist bekannt, das Gitter auch bei größeren Stromdichten wirksam zu machen, indem man die Gitterladung so hoch treibt, daß die um die Durchtrittsöffnungen des Gitters herum entstehenden Raumladungen sich überschneiden. Eine stark negative Gitterspannung darf aber stationär an das Gitter nicht gelegt werden, weil durch den positiven Ionenstrom bei hoher Gitterspannung das Gitter so stark erhitzt wird, daß es zu glühen beginnt und damit Elektronen aussendet. In diesem Augenblick verliert es seine Sperrwirkung vollständig.It has already been proposed to extinguish an existing discharge, for example a vacuum arc, in that a capacitor shock briefly sends a current impulse in the opposite direction through the pipe and thereby makes the pipe current zero for a few 10 * ⁴ seconds. It has also already been proposed to control vacuum discharges by means of interposed grids. The first-mentioned method can in principle be used with any high current densities. However, it has the disadvantage that it acts on the main circuit and, moreover, requires relatively large extinguishing capacities. The second method does not have these two disadvantages. However, it only works with relatively small current densities, while it fails with high current densities. The failure of the second method in the latter case is due to the fact that the barrier effect of a negatively charged grid introduced into the discharge path is largely canceled by layers of positive ions which collect around the grid wires. The grid wires only have a blocking effect on the discharge in a very narrowly delimited zone. Most of the grid mesh, however, remains permeable. It is known to make the grid effective even at higher current densities by driving the grid charge so high that the space charges arising around the openings in the grid overlap. A strongly negative grid voltage must not be applied to the grid while stationary, because the grid is heated so much by the positive ion current at a high grid voltage that it begins to glow and thus emits electrons. At that moment it completely loses its blocking effect.

Gemäß der Erfindung wird die Löschung einer einmal bestehenden Vakuumentladung mittels in die Entladungsbahn eingebrachter Gitter dadurch bewirkt, daß die Gitter während einer nicht länger als 10—⁵ bis io~" Sek. dauernden Zeit so stark negativ aufgeladen werden, daß die Gitter nicht auf zur Elektronenemission führende Temperaturen erhitzt werden. Nach Abklingen des negativen Ladungsstoßes wird dann an die Gitter eine niedrigere, das Wiederzünden verhütende Sperrspannung gelegt. Diese Sperrspannung kann man auch an ein besonderes Gitter legen.According to the invention, the deletion of a once existing vacuum discharge means is mounted in the discharge path grating is effected in that the gratings are so strongly negatively charged during a no more than 10- ⁵ to io ~ "second continuous time that the grid not in the When the negative charge surge has subsided, a lower reverse voltage is applied to the grid to prevent reignition.

In der Zeichnung sindAusführungsbeispiele schematisch dargestellt.Exemplary embodiments are shown schematically in the drawing.

In der schematischen Anordnung nach Fig. ι ist die Kathode K als Glühkathode dargestellt. An Stelle einer Glühkathode kann man auch andere Kathoden, beispielsweiseIn the schematic arrangement according to FIG. 1, the cathode K is shown as a hot cathode. Instead of a hot cathode, you can also use other cathodes, for example

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald und Dr. Max Steenbeck in Berlin-Siemensstadt.Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. H. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald and Dr. Max Steenbeck in Berlin-Siemensstadt.

eine Quecksilberkathode, eine Glimmkathode o. dgl., verwenden. Zwischen der Kathode K und der Anode A ist ein Steuergitter G vorgesehen, dessen Maschen so eng wie möglich ausgeführt sind, ohne daß das Gitter durchV die Entladung zu stark aufgeheizt wird."-Öi'&j engmaschigen Gitter erhöhen nämlich 'döpS Widerstand der Entladungsstrecke erheblich und bedingen deswegen eine große Wärme-ίο entwicklung in der Umgebung des Gitters. Zweckmäßig wird man etwa ι mm Maschentiefe wählen müssen. Das Gitter ist so angeordnet, daß die Entladung von K nach A nur gelangen kann, wenn sie durch das Gitter G hindurchbrennt. Soll dagegen eine zwischen K und A bestehende Entladung gelöscht werden, so wird durch irgendeinen im Prinzip gleichgültigen Apparat .5 ein Spannungsstoß erzeugt, der das Gitter kurzzeitig ao stark negativ auflädt. Die negative Aufladung des Gitters muß sehr rasch erfolgen, d. h. in Zeiten von der Größenordnung 10—⁶ bis 10-⁵ See. Die Gitteraufladung kann bis zu mehreren kV gesteigert werden. In diesem Fall wirkt das Gitter sperrend auf die Entladung, ohne daß durch den Gitterstrom bei der kurzen Zeitdauer der negativen Aufladung das Gitter unzulässig hoch erhitzt würde.Use a mercury cathode, a glow cathode or the like. A control grid G is provided between the cathode K and the anode A, the meshes of which are made as narrow as possible without the grid being overheated by the discharge and therefore cause a large amount of heat to be generated in the vicinity of the grid. It is advisable to choose a mesh depth of about ι mm. The grid is arranged in such a way that the discharge can only get from K to A if it burns through the grid G. If, on the other hand, a discharge existing between K and A is to be extinguished, a voltage surge is generated by some apparatus, which is in principle indifferent, which briefly charges the grid with a strong negative charge magnitude 10- ⁶ to 10- ⁵ lake. the lattice charge may be increased up to several kV. In this case, the grating acts blocking the discha g, without the grid being heated to an unacceptably high level by the grid current during the short period of negative charging.

Das Verfahren, nach dem vom Apparats aus eine negative Gitterentladung erzeugt werden kann, ist etwa in der Weise ausführbar: Man erzeugt durch einen übersättigten Eisenkreis eine scharfe Spannungsspitze und lädt das Gitter durch einen überschlagenden Funken bzw. durch Anstoßung eines hochfrequenten Schwingungskreises -durch einen Funken auf. Bei einzelnen dieser Verfahren scheint es möglich, daß das Gitter unmittelbar nach seiner stark negativen Aufladung und dem dadurch bewirkten Löschen der Entladung· oszillatorisch, eine Zeitlang eine positive Spannung annimmt, durch die leicht iik wird, daß die soeben gelöschte Ent-The procedure followed by the apparatus can be generated from a negative grid discharge, can be carried out as follows: An over-saturated iron circle creates a sharp voltage peak and charges the grid through a flashing spark or through the impact of a high-frequency one Oscillation circuit -by a spark. In some of these procedures it seems possible that the grid immediately after its strong negative charge and the resulting extinction of the discharge in an oscillatory manner, for a period of time assumes a positive voltage, which easily makes it possible for the

wieder neu zündet. Um dies zu ver-, wird ein zweites Gitter G' vorgesehen, welches eine negative Aufladung einer solchen Höhe erhält, daß die negative Spannung dauernd ans Gitter gelegt werden kann, ohne G' bei brennender Entladung wesentlich zu erwärmen. Dieses Gitter G' ist aber nicht fähig, die Entladung abzusperren, d. h. zum Erlöschen zu bringen, wohl aber gelingt es, mit einem solchen Gitter G' das Wiederzünden einer Entladung, die durch das negative Gitter G gelöscht wurde, bei wieder positiv werdendem Gitter G zu verhindern.re-ignites. In order to do this, a second grid G 'is provided, which receives a negative charge of such a level that the negative voltage can be continuously applied to the grid without significantly heating G' when the discharge is burning. This grid G 'is not capable of shutting off the discharge ie, extinguish, but rather it is possible with such a grating G' re starting a discharge that was deleted by the negative grid G, with positive again werdendem grid G to prevent.

Claims

Patent claims:

i. A method of extinguishing of discharges in the vacuum vessel by means of in-the discharge path, when deleting positive space charge clouds encased grid, which are negatively charged, characterized gekennzeich- 6g net that the grid during a longer than io- ⁵ to 10- ⁶ lake. lasting time are made so strongly negative that the grids are not heated to temperatures leading to electron emission, and that after the negative charge surge has subsided, the grids are connected to a lower reverse voltage which prevents reignition.

2. The method according to claim 1, characterized in that the re-ignition preventive reverse voltage is applied to a special grid.

For this 1 sheet of drawings

Berlin, printed in the