DE640109C - Anodenschutzhuelse oder Steuerelektrode fuer Gas- oder Dampfentladungsgefaesse mit Bogenentladung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anodenschutzhülse oder Steuerelektrode für Gas- oder Dampfentladungsgefäße mit Bogenentladung. Bei solchen Entladungsgefäßen, die zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom oder von Gleichstrom in Wechselstrom anderer Frequenz Verwendung finden können, werden die Anoden von einem zylindrischen Körper umgeben, der zur Beeinflussung der Entladung an eine geeignete Spannung gegenüber der Kathode an das Entladungsgefäß gelegt werden kann. Bei den bekannten Einrichtungen wird zu diesem Zweck ein aus Metall bestehendes Rohr verwendet. Solche Rohre finden auch Anwendung zum Abhalten von Ladungsträgern aus der Bahn der übrigen Lichtbögen. Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß die Entladung gelegentlich ihren Weg

^ao durch das metallische Rohr nimmt. Es bildet sich nämlich unter Umständen in der Nähe der Anode auf dem Metall ein Kathodenfleck. Das der Kathode nahe Ende des Rohres dient bei dieser Anwendung als Anode. Dieser Strom nimmt häufig sehr große Werte an. Man kann sogar im allgemeinen bei einer Betriebsstörung damit rechnen, daß der von der Kathode direkt zur Anode brennende Lichtbogen erlischt und der volle Anodenstrom über das metallische Rohr fließt.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist bereits vorgeschlagen worden, die Anode im Innern von rohrförmigen Körpern aus Isoliermaterial anzuordnen. Diese Anordnung hat jedoch die Nachteile, daß

ι. diese Körper nicht als Steuergitter verwendet werden können und daß

2. durch die Aufladung der nicht leitenden Oberfläche durch aus der Entladungsbahn stammende Elektronen unter Umständen die Zündspannung sehr stark heraufgesetzt wird. Beide Nachteile werden bei der Anoden-• schutzhülse oder Steuerelektrode gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der die Anode zylindrisch umgebende Körper aus Isolierstoff mit einem dünnen Metallüberzug von hohem Widerstand versehen wird. Diene Metallschicht kann an eine Steuerspannung gelegt werden. 1

Versuche zeigten, daß die Metallschicht außerordentlich dünn sein muß, wenn die Bildung von Kathodenflecken auf ihrer Oberfläche mit Sicherheit vermieden werden soll. Die bekannten metallischen Überzüge auf Schutzschirmen von Elektrodeneinführungen

* in Entladungsgefäßen stellen daher, abgesehen davon, daß sie nicht auf Anodenschutzrohnen und Steuerelektroden, die die Anode umschließen, angebracht sind, keine Lösung des vorliegenden Problems dar, da sie zu stark sind. Selbst bei einer Dicke der Metallschicht, die gerade ausreichen würde, lim die Oberfläche des Isolierkörpers zu verspiegeln, kommt es häufig vor, daß durch to Kathodenfleckbildung die Schicht in kurzer Zeit zerstört wird. Die Leitfähigkeit solcher - Schichten ist nämlich so groß, daß verhältnismäßig leicht durch den in der Richtung der Rohrachse in der Schicht fließenden »5 Strom Kathodenflecke gebildet werden.

Durch den auf der Schicht bei dieser Betriebsstörung entstehenden Kathodenfleck wird bereits nach wenigen Sekunden an dieser Stelle die Schicht verdampft. Die Erfahrung ao zeigt, daß der Kathodenfleck lange Zeit auf der Schicht umherwandert und überall eine Spur durch Verdampfung der Schicht hinterläßt. Die Bildung von Kathodenflecken auf dieser Metallschicht hat daher schon nach kurzer Zeit eine so weitgehende Zerstörung der Schicht zur Folge, daß sie nicht mehr geeignet ist, als Steuerelektrode zu dienen. Diese Gefahr besteht bei der Anodenschutzhülse oder Steuerelektrode gemäß der Erfindung nicht, weil die Schicht außerordentlich dünn ist, nämlich nur wenige Moleküldicken beträgt. Die Schicht hat dadurch in der Richtung der Rohrachse, d.h. in der Richtung des Spannungsgefälles, einen außerordentlich hohen elektrischen Widerstand. Der während der Brennperiode des Lichtbogens in dieser Richtung in der Schicht fließende Strom, der im wesentlichen durch die Diffusion von Ladungsträgern aus der Lichtbogenbahn bewirkt wird, wird dadurch auf einen sehr niedrigen Wert begrenzt. Die Gefahr der Kathodenfleckbildung wird dadurch sehr stark herabgesetzt. Sollte dennoch einmal beispielsweise bei einem schweren *5 Kurzschluß ein Kathodenfleck auf dem Metallbelag entstehen, so ist durch den hohen inneren Widerstand der Strom auf einen so niedrigen Wert begrenzt, daß der Kathodenfleck nicht in der Lage ist, durch Verdampfung die Schicht zu zerstören.

Die gleiche Wirkung kann offenbar nicht durch die bekannten äußeren Gittervorschaltwiderstände erreicht werden. Wenn nämlich an einer der Anode nahe gelegenen Stelle des Metallbelages aus irgendwelchen Gründen eine verstärkte Elektronenemission auftritt, so werden aus der Entladungsbahn an dieser Stelle besonders viele positive Ionen auf den ■ Metallbelag auf treffen. Beim Auf treffen auf dtese Metallschicht geben diese positiven ■Tonen ihre Energie ab und steigern dadurch die Temperatur und die Emissionsfähigkeit des Kathodenflecks. Die Zufuhr der Elektronen zur Metallschicht erfolgt auf der ganzen Oberfläche des Metallbelages, bevorzugt an dem der Kathode nahen Ende. Eine Begrenzung des Zustroms dieser Elektronen zu der Stelle, an der der Kathodenfleck gebildet wurde, ist somit nur möglich durch Widerstände, die in den Weg von der Eintrittssteile dieser Elektronen zum Ort des Kathodenfleckes auf der Metallschicht eingeschaltet werden.

Die Abbildung zeigt in schematischer Darstellung als Ausführungsbeispiel eine Anoden- ^7S schutzhülse für Quecksilberdampfgleichrichter. In deni Gefäß 1 des Quecksilberdampfgleichrichters, dessen metallische Wand mit 2 und dessen Quecksilberkathode mit 3 bezeichnet ist, befinden sich eine Anzahl von Anöden 4. Diese Anoden sind von einem zylindrischen Körper 5 umgeben, der aus Isoliermaterial besteht. Erfindungsgemäß ist das Isoliermaterial 8 mit einer dünnen Metallschicht 9 überzogen. Diese Metallschicht, deren Dicke nur wenige Moleküldurchmesser beträgt, begrenzt den in der Oberfläche der Schicht fließenden Strom auf einen so niedrigen Wert, daß die Gefahr der Kathodenfleckbildung sehr stark herabgesetzt ist. Wenn jedoch beim schweren Kurzschluß einmal ein Kathodenfleck auf der Schicht gebildet werden sollte, so ist die Stromstärke so klein, daß der Fleck wieder erlischt, ohne die Schicht nennenswert zu beschädigen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anodenschutzhülse oder Steuerelektrode für Gas- oder Dampfentladungsgefäße mit Bogenentladung, gekennzeichnet durch einen die Anode (4) vorzugsweise zylindrisch umgebenden Körper aus Isolierstoff, der mit einer nur wenige Moleküldurchmesser dicken Metallschicht überzogen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen