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Schaltanordnung für eine vornehmlich zum Aussenden von Strahlen dienende
dampf- und/oder gasgefüllte elektrische Entladungsröhre Es wurde schon vorgeschlagen;
eine gasgefüllte Entladungsröhre in Reihe mit einer Selbstinduktion und Kapazität
bei Niederfrequenzstrom aus einer- Wechselströmquelle zu speisen und diese Selbstinduktion
und Kapazität derart zu dimensionieren, daß, nachdem der beim Betrieb durch die
Reihenschaltung von Entladungsröhre, Selbstinduktion und Kapazität fließende Strom
den Wert Null erreicht hat, d. h. wenn die Entladung erloschen ist, was bekanntlich
zweimal in jeder Periode der Fall ist, die Kapazität auf eine so hohe Spannung aufgeladen
ist, daß die Wiederzündung der Entladung in der nächsten halben Periode durch die
Spannung der Kapazität erleichtert wird. Die Kapazität und Selbstinduktion können
derart bemessen werden, daß das Zeitintervall zwischen dem Erlöschen und der Wiederzündung
der Entladung sehr kurz ist. Die Dimensionen können sogar derart gewählt werden,
daß sofort' nach dem Erlöschen der Entladung zwischen den Elektroden der Röhre wieder
eine Spannung herrscht, die gleich der Wiederzündspannung ist und diese übersteigt.
In vielen Fällen ist eine der Klemmen der Wechselstromquelle, aus der die. Röhre
gespeist wird und die z. B. aus einem gewöhnlichen Leitungsnetz bestehen kann, geerdet.
In der oben beschriebenen Vorrichtung kann nun die Leitung, welche die Kapazität
mit der Selbstinduktion verbindet, eine hohe effektive Spannung in bezug auf Erde
haben. Die Höhe dieser Spannung hängt davon ab, welche Klemme geerdet ist. Da in
der Praxis der Anschluß der Vorrichtung an die beiden Klemmen nicht immer in derselben
Weise geschieht, hat man stets dem ungünstigsten Fall Rechnung zu tragen. Die effektive
Spannung der Verbindung zwischen Kapazität und Selbstinduktion in bezug auf Erde
kann denn auch unter Umständen so hoch sein,- daß sie eine besondere Isolation erforderlich
macht oder gegen die gesetzlichen Vorschriften verstößt.
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Gemäß der Erfindung wird die effektive Spannung gegen Erde der Verbindung
zwischen Kapazität und Selbstinduktion dadurch verringert, daß die Kapazität und/oder
Selbst--induktion unterteilt wird (werden) und die
Teilelemente,
d. h. Teilkapazitäten und/oder die. Teilselbstinduktionen, derart in Reihe geschaltet
werden, daß zwei gleichartige Elemente durch ein andersartiges Element getrennt
sind.
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Um die Höchstspannung; welche die Zu-Leitungen zu der Entladungsröhre
und ins besondere die Kontakte der Fassung, in der die Entladungsröhre eingesetzt
wird; in bezug auf Erde aufweisen können, zu verringern, ist es vorteilhaft, im
Falle, daß die Kapazität unterteilt ist; zu jeder Seite der Entladungsröhre einen
Teil dieser Kapazität zu schalten.
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Unter gasgefüllter Entladungsröhre wird hier nicht nur eine mit einem
oder mehreren Gasen gefüllte Entladungsröhre verstanden, sondern auch Röhren, die
mit Dampf oder einem Gas-Dampf-Gemisch versehen sind.
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Die Erfindung wird näher erläutert an Hand der Zeichnung.
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Fig. i stellt schematisch eine bekannte Vorrichtung dar, während die
Fig.2 bis 5 schematisch einige Vorrichtungen gemäß der Erfindung darstellen.
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Die in Fig. i dargestellte Schaltung zeigt eine Gasentladungsröhr
e i, z. B. eine Natrium-oder Quecksilberdampfentladungsröhre, d. h. eine Röhre,
in der die Entladung beim normalen Betrieb in Natrium bzw. Quecksilberdampf stattfindet
und die in der Regel neben dem Dampf auch eine Edelgasfüllung enthält. Diese Edelgasfüllung
dient dann zur Einleitung der Entladung zwischen den festen Glühelektroden der Röhre.
Die Entladungsröhre i, die z. B. zum Aussenden von Strahlen, wie sichtbarem Licht
oder ultravioletten Strahlen, dient, wird aus der Wechselstromquellet gespeist;
die z. B. aus einem Leitungsnetz voll 22o V und 5o Per. besteht. In Reihe
mit
der Röhre i sind die aus einer Drosselspule mit Eisenkern bestehende Selbstinduktion
3 und der Kondensator 4. geschaltet. In einem bestimmten Fall war die Kapazität
4,4 Microfarad und die Selbstinduktion 44 Henry, so daß- die Kapazität und Selbstinduktion
zusammen eine kapazitive Vorschaltimpedanz der Entladungsröhre i bildeten.
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Im allgemeinen ist eine der beiden Klemmen 5, 6 des Netzes :2 geerdet;
man weiß nun -im voraus niemals mit Bestimmtheit, in welcher Weise die Vorrichtung
an die beiden Klemmen angeschlossen wird. Es ist damit zu rechnen; daß die effektive
Spannung in bezug auf Erde der Verbindungsleitung 7 zwischen der Kapazität 4 und
der Selbstinduktion 3 groß sein kann.
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Falls z. B. durch Versagen der Entladungsröhre oder Herausnehmen der
Röhre aus der Fassung der Stromkreis bei durchgehendem Strom im Moment, daß die
Kapazität 4 auf ihre Höchstspannung aufgeladen ist, unterbrochen wird, so verbleibt
im Falle, daß eine -. der Klemmen 5, 6 geerdet ist, auf einer Zuletung zu der Entladungsröhre;
also auf -einem Kontakt der Fassung eine hohe Span-_ tiung in bezug auf Erde. Der
maximale Wert ---dieser Spannung ist gleich der Summe dieser Kondensatorspannung
und des Höchstwertes der Spannung der Stromquelle 2. Erst wenn der Kondensator wieder
entladen ist, verschwindet die Kondensatorspännung. Da bei guter Ausführung des
Kondensators die Entladung nur langsam vor sich geht; ist damit zu rechnen, daß
die Spannung gegen Erde einer der beiden Kontakte der Fassung eine Zeitlang recht
hoch sein kann.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig.2 ist der Kondensator
in -die in Reihe liegenden Kondensatoren 4.' und unterteilt, die zusammen die gleiche
Kapazität haben wie der Kondensator 4. Bei gleicher Größe der Kondensatoren 4 und
4" muß also jeder eine zweimal so große Kapazität haben wie der Kondensator 4. Die
Teilkondensatoren brauchen jedoch nur für die Hälfte der Spannung des Kondensators
4 gebaut zu sein. Sie sind nicht unmittelbar hintereinandergeschaltet, sondern durch
die Selbstinduktion 3 voneinander getrennt. Versuch und Berechnung zeigen, daß bei
Erdung einer der Klemmen 5, 6 die effektiven Spannungen gegen Erde der Verbindungen
zwischen den Kondensatoren und der Selbstinduktion kleiner sind als in der Vorrichtung
nach Fig. i.
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In der Vorrichtung gemäß Fig.3 ist die Drosselspule in die Teile 3'
und 3" getrennt, die zusammen dieselbe Selbstinduktion haben wie die Drosselspule
3. Jedes Element 3' und 3" kann dazu die halbe Selbstinduktion der Spule 3 aufweisen.
Die Teilelemente der Selbstinduktion sind in Reihe geschaltet, aber durch den Kondensator
4 voneinander getrennt.
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Wie in Fig.4 dargestellt, können sowohl die Kapazität als die Selbstinduktion
unterteilt sein, wobei niemals zwei Elemente derselben Art unmittelbar hintereinandergeschaltet,
sondern immer durch ein andersartiges Element voneinander getrennt sind.
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In der Vorrichtung nach Fig. 5 ist der Kondensator in gleich große
Teilelemente 4'und4' unterteilt, die zu verschiedenen Seiten der Entladungsröhre
i in den Stromkreis aufgenommen sind.
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Die größte Spannung, welche die Kontakte der Fassung in bezug auf
Erde aufweisen können, falls eine der Klemmen des Netzes geerdet ist, ist in diesem
Falle gleich der Summe des Höchstwertes der Spannung der Stromquelle 2 und des Höchstwertes
der Spannung eines Teilkondensators. Da die
Spannung dieses Teilkondensators
gleich der Hälfte der Spannung des Kondensators q. der Vorrichtung nach Fig. i ist,
ist die Höchstspannung gegen Erde der Kontakte der Fassung erheblich erniedrigt.
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Zweckmäßig wird parallel zu jedem Kondensator ein Widerstand angeordnet,
durch den der Kondensator sich in kurzer Zeit, z. B. in i Sekunde, entladen kann.
Es wird dadurch ein schnelles Verschwinden der Kon-<lensatorspannung bei Versagen
oder Heraust#iehmen der Entladungsröhre bewirkt.