DE713573C

DE713573C - Arc converter with main and auxiliary electrodes in flowing gas

Info

Publication number: DE713573C
Application number: DEA81265D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Buchwald; Dr-Ing Erwin Marx
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-12-03
Filing date: 1936-12-03
Publication date: 1941-11-10

Description

Lichtbogenstromrichter mit Haupt- und Hilfselektroden in strömendem Gas Es ist bereits bekannt, zur Erleichterung des überschlags einer Funkenstrecke parallel zu der Funkenstrecke einen Nebenschluß von sehr hohem Widerstand vorzusehen, welcher das die Hauptfunkenstrecke bildende Dielektrikum überbrückt und für den Hauptstrom einen Weg bahnt. Für Funkenstrecken mit besonders hohen Spannungen hat man auch schon das Ende eines langen, blanken, in einem Isolierträger verstellbar befestigten Leiters in der Nähe der einen Elektrode der Funkenstrecke angeordnet, um ebenfalls zu der Funkenstrecke einen' ebenschluß von sehr hohem Widerstand zu bilden.Arc converter with main and auxiliary electrodes in flowing Gas It is already known to facilitate the flashover of a spark gap Provide a shunt with a very high resistance parallel to the spark gap, which bridges the dielectric forming the main spark gap and for the Main stream paves the way. For spark gaps with particularly high voltages you can also see the end of a long, bare one, adjustable in an insulating support fixed conductor placed near one electrode of the spark gap, in order to also achieve a very high resistance to the spark gap form.

Durch diese Anordnungen sollen zwischen der Anregungselektrode und den Hauptelektroden kleine Funken . übergehen,. die die Hauptfunkenstrecke ionisieren und damiteinen Durchschlag auch dann ermöglichen, wenn der Abstand der Elektroden voneinander so groß ist, daß ohne Anregungselektrode beine Funken zwischen den Hauptelektroden übergehen würden.These arrangements are intended to be between the excitation electrode and small sparks on the main electrodes. pass over. which ionize the main spark gap and thus enable a breakdown even if the distance between the electrodes from each other is so large that without an excitation electrode there are sparks between the main electrodes would pass over.

Bei Blitzableitern hat man auch bereits eine Hilfsfunkenstrecke vorgesehen und durch Hilfsfunken die Hauptentladung :eingeleitet. Die Elektrode bzw. - die Elektroden dieser .Hilfsfunkenstrecke sind hierbei über Widerstände mit den Elektroden der Hauptfunkenstrecke verbunden.An auxiliary spark gap has already been provided for lightning rods and the main discharge by auxiliary sparks: initiated. The electrode or - the Electrodes of this auxiliary spark gap are connected to the electrodes via resistors connected to the main spark gap.

W -eiterhin ist bereits eine Einrichtung zur Erhöhung der Empfindlichkeit bei Funkeninduktoren bekanntgeworden, bei der in der Nähe der Elektroden der Funkenstrecke ein leitender Körper ,angeordnet ist, der auch mit einer der Elektroden verbunden s; in kann. Hierdurch soll eine Verzerrung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden und eine Erhöhung der Dichte des elektrischen Feldes an einer Elektrode oder an bAd@en Elektroden erreicht werden, welch.,- die Ionisierung der zw=ischenliegenden Luft erhöh und. den Überschlag erleichtert.Furthermore there is already a device to increase the sensitivity became known for spark inductors in the vicinity of the electrodes of the spark gap a conductive body, which is also connected to one of the electrodes s; in can. This is intended to distort the electrical field between the Electrodes and an increase in the density of the electric field at an electrode or at bAd @ en electrodes, which., - the ionization the intermediate air increases and. facilitates the rollover.

Diese hekannten Einrichtungen sind mö"z licherweise geeigret und, dementsprechend vor= geschlagen worden für Funkenstrecken für elektrische Zündvorrichtungen (Zündmaschinen) oder für Sicherheitsfunkenstrecken od r für Funkenstrecken zur Erzeugung hochfrequenter Schivittgungen. Sie sind aber nicht ohne weiteres .anwendbar und dementsprechend auch bisher nicht vorgeschlagen worden zur Erleichterung der sicheren Zündung der Lichtbögen bei Lichtbogenstromrichtera, da bei Lichtbogenstromrichtern eine in kürzester Zeit sich wiederholende, sichere und einsatzgenaue Zündung und Löschung der Lichtbögen unbedingt erforderlich ,ist.These known facilities are possibly suitable and accordingly it has been proposed for spark gaps for electrical ignition devices (Blasting machines) or for safety spark gaps or for spark gaps for generation high-frequency schivittgungen. However, they are not easily applicable and accordingly, it has not previously been proposed to facilitate the safe Ignition of the arcs with arc converters, as with arc converters a repetitive, safe and precise ignition in the shortest possible time and Extinguishing the arcs is absolutely necessary.

Die Erfindung ermöglicht eine Vorionisation der Funkenstrecke von. Lichtbogenstr omrichtern mit Haupt- und Hilfselektroden in strömendem Gas, bei welchen eine Ionisation zur Begünstigung der sicheren Zündung der Lichtbögen durch eine Hilfselektrode (Ionisierungselektrode) erfolgt, welche mit einer Hauptelektrode oder Hilfselektrode eine lonisierungsfunkenstrecke bildet, und zwar ist @erfindungsgemäß die Ionisierungselektrode mit der Haupt- oder Hilfselektrode, derart zusammengebaut, daß die Gasströmung die in der Ionisierungsfunkenstrecke gebildeten Ionen entweder unmittelbar oder mittelbar zu der zu zündenden Funkenstrecke führt.The invention enables pre-ionization of the spark gap from. Arc converters with main and auxiliary electrodes in flowing gas, in which an ionization to favor the safe ignition of the arcs by a Auxiliary electrode (ionization electrode) takes place, which is connected to a main electrode or auxiliary electrode forms an ionization spark gap, namely @ is according to the invention the ionization electrode with the main or auxiliary electrode, assembled in such a way that the gas flow either the ions formed in the ionization spark gap leads directly or indirectly to the spark gap to be ignited.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise an einem Lichtbogenstromrichter veranschaulicht, bei dem die Einleitung der Lichtbögen (Hauptlichtbögen) mit Hilfe von Hilfslichtbögen (Zündlichtbögen) ,-:folgt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist hierbei lediglich die eine Hauptelektrode mit den zugehörigen Hilfselektroden gezeichnet. Bei dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Hauptelektrode i zusainmzn mit der Ionisierungskappe. a die ringförmige lonisiezungsfunkenstrecke 3. Durch e inen Isolierring 4. wird die Ionisierungselektrode z von der Hauptelektrode i getragen, zentriert und elektrisch isoliert. An der Stelle 5 entsteht zwischen der Hauptelektrode. i und der Schirmelektrode bzw. der Zündelektrode 6 beim Auftreten der Zündspannung ein Hilfslichtbogen, der durch die in der Nähe befindliche Ionisierungsfunkenstrecke 3 im Entstehen dadurch wesentlich begünstigt wird, daß die in der Ionisierungsfunkenstrecke gebildeten Ionen durch das zwischen den Elektroden i, z und 6 strömende Gas zur Zündfunkenstrecke geführt werden.The invention is shown in the drawing, for example, in an arc converter illustrates in which the initiation of the arcs (main arcs) with the help of auxiliary arcs (ignition arcs), -: follows. To simplify the presentation is only one main electrode with the associated auxiliary electrodes drawn. In the embodiment shown in the figure, the Main electrode together with the ionization cap. a is the ring-shaped ionizing spark gap 3. The ionization electrode z is separated from the main electrode by an insulating ring i carried, centered and electrically isolated. At the point 5 arises between the main electrode. i and the shield electrode or the ignition electrode 6 upon occurrence the ignition voltage is an auxiliary arc created by the nearby ionization spark gap 3 is significantly favored in the formation that the in the ionization spark gap ions formed by the gas flowing between the electrodes i, z and 6 to the Ignition spark gap are guided.

Bei dein veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Ionisierungselektrode a mit der Hauptelektrode i zusammengebaut. Dies ist aber nicht unbedingt erforderlich., Die Ioni- . --rungselektrode kann man vielmehr sowohl @t der Haupte:elztrode als auch mit der Zünd- Schirmelektrode 6 zu=ammenbatten. Zweckmäßigerweise wird man die Ionisie- rungselektrode mit derjenigen Elektrode zusammenbauen, mit der sie die Ionisierungsfunkenstrecke bilden soll, damit die Ionisierungsfunkenstrecke vor dem endgültigen Einbau der Elektroden in den Liclitbogenstrainrichter noch geprüft werden kann.In the illustrated embodiment, the ionizing electrode a is assembled with the main electrode i. But this is not absolutely necessary., The ionic . Rather, one can use both @t the main: elztrode as well as with the ignition Shield electrode 6 to = ammenbatten. It is expedient to use the ionization Assemble the electrode with the electrode with which it is to form the ionization spark gap, so that the ionization spark gap can be checked before the final installation of the electrodes in the liclite arc funnel.

Vorteilliafterweise wird man die ionisierungs.funkenstrecke über ihren ganzen Umfang mit gleichem Querschnitt ausführen, so daß die Ionisiertuigsfunken an beliebigen Stellen der Ionisierungsfunkenstreche auftreten können.Advantageously, you will have the ionization spark gap above yours Carry out the entire circumference with the same cross-section, so that the ionizing sparks can occur at any point on the ionization spark.

Im übrigen wird man die Ionisierungsfunkenstrecke in der Nähe derjenigen Stelle, und zwar zweckmäßigerweise in Richtung des strömenden Gases gesehen, vor derjenigen Stelle anordnen, an der die durch die Ionisierungsfunkenstrecke zu begünstigende Zündung des Haupt- oder Zündlichtbogens erfolgen soll. Es können dann die in der Ionisierungsfunkenstrecke gebildeten Ionen. leicht vom Druckgasstrom an diejenige Stelle geführt werden, an der sie wirken sollen.. Gegebenenfalls. kann man auch die Ionisierungsfunkenstrecke derart ausbilden und anordnen, dah einer der Fußpunkte der Ionisierungsfunken zugleich Fußpunkt für den Zündüber schlag ist.Otherwise, the ionizing spark gap will be close to those Place, and expediently seen in the direction of the flowing gas Arrange at the point where the ionization spark gap is to be favored Ignition of the main or pilot arc should take place. The Ionization spark gap formed ions. easily from the pressurized gas flow to the one Where they are supposed to work .. If necessary. you can too Form and arrange the ionization spark gap in such a way, then one of the base points the ionization spark is also the base point for the ignition flashover.

Man kann die beim Anlegen einer Spannung an die Hanp`.elektrode auftretenden Ausgleichsvorgänge und Funkenül:erschläge nvischen der Ionisierungselektrode und der Hauptelektrode zur Vorionisation der zu zündenden Haupt- bzw. Zündfunkenstrecke benutzen. Um eine sichere Ionisation auch ohne Stromzufuhr zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Kapazitäten und/oder die Widerstände der Isoliermaterialien zwischen Schirm-bzw. Zünde'elttrode und Ionisierung-elektrode einerseits und Ionisierungselektrode und der Hauptelektrode andererseits derartig zu verteilen, beispielsweise angenähert gleich, dab eine genügend große Spannung zum Durchschlagen der Ionisierungsfunkenstrecke zur Verfügung steht. Zum Zwecke der Feldverteilung und Kapazitätsvergrößerung kann auf die Ionisierungselektrode oder auf die dieser zugeordneten Elektrode Isolierstoff, z. B. Hartgummi, aufgebracht werden.One can see that which occurs when a voltage is applied to the Hanp`.electrode Compensation processes and sparkling: destroy the ionization electrode and the main electrode for pre-ionization of the main or ignition spark gap to be ignited use. In order to achieve safe ionization even without a power supply, it is expedient, the capacitances and / or the resistances of the insulating materials between Shield or Ignition electrode and ionization electrode on the one hand and ionization electrode and on the other hand to distribute the main electrode in such a way, for example approximated equal to that there is a sufficiently large voltage to break down the ionization spark gap is available. For the purpose of field distribution and capacity expansion can on the ionization electrode or on the electrode associated with this insulating material, z. B. hard rubber, are applied.

Besteht infolge Staubgehalts der Gasströmung die Gefahr einer Verschmutzung in der Nähe (oder in) der Ionisierungsfunkenstrecke, so kann man die Gasströmung, bei. spielsweise durch Leitkörper; von der Ionisierungsfunkenstrecke fernkalten oder die öfinung zwischen den die lonisierungsfunkenstrecke bildenden. Elektroden durch eine geeignete Hülle 7>-atts .Isolierstöff gemäß Abb. 2 verschließen.. Die Wirkung-.cler--Ioniaierunä@-funkenstrecke wird dabei nicht beeinträchtigt, wenn der Gasstrom derart an der Ionisierungsftinkenstrecke vorbeigleleitet- wird,. daß dis in der Iönisierungsfunkenstrrecke'= gebildeten Ionen durch -die mittelbare Wirkung .des Gasstromes zu der zu zündenden--Funkenstrecke (Haupt- bzw. Zündfunkenstrecke) geführt werden.Is there a risk of contamination due to the dust content of the gas flow? near (or in) the ionization spark gap, one can see the gas flow, at. for example by guide bodies; cool away from the ionization spark gap or the opening between those forming the ionization spark gap. Close electrodes with a suitable cover 7> instead of insulating material as shown in Fig. 2. The effect of the spark gap is not affected if the gas flow is guided past the ionization tank section in this way. that dis in the ionization spark gap '= ions formed by the indirect effect . of the gas flow to the spark gap to be ignited (main or ignition spark gap) be guided.

Claims

.PATENT CLAIMS: i. Arc converter with main and auxiliary electrodes in flowing gas, in which an ionization to favor the reliable ignition of the arcs is carried out by an ionization electrode which forms an ionization spark gap with a main or auxiliary electrode, characterized in that the ionization electrode with the main or auxiliary electrode (ignition electrode) is assembled in such a way that the gas flow leads the ions formed in the ionization path either directly or indirectly to the spark path to be ignited. -2. Arc converter according to Claim 1, characterized in that the ionization electrode is designed in the shape of a ring and is arranged coaxially with the other electrodes or electrode locations. 3. Arc converter according to claim 2, characterized in that the ring-shaped Ionisierungsftmkenstrecke has the same cross-section over its entire circumference, so that the ionization sparks can occur at any point in the ionization spark gap. , 4. Arc converter according to claim 1 or the following, characterized in that the ionization electrode is firmly assembled with the main electrode. 5. Arc converter according to claim i, 2 or 3, characterized in that the ionization electrode. is firmly assembled with an auxiliary electrode, for example an ignition or shield electrode. 6. Arc converter according to claim i or the following, characterized in that the ionization electrode is designed as a cap which encloses part of the associated electrode (main or auxiliary electrode). 7. Arc converter according to claim i or the following, characterized by such an assembly and _eine such formation of the Ionisie.unggfunkenstrecke -bi_deadeif E @@ ektroden, that a "Könftolle- der - Iänisierungsfunkenstrecke before the final installation of the electrodes in .den Arc trotting direction 'r is possible. --'-- -8_ Lidit @ ojeast_omrichter- = according to- claim i- or the following, @ in particular # ne 7, characterized in that the IänisierungEe: electrode is attached to the same main or auxiliary electrode -is, according to which -on the occurrence of the ignition voltage, ionization sparks are to be injected, g. Arc converter according to claim 1 or the following, characterized in that the ionization electrode is in the space between the main and ignition electrode Arc converter according to claim 1 or the following, characterized in that the ionization spark gap is designed and arranged in such a way that the ionization: u ngsfunken as close as possible to those. Positions where the sparkover is to be activated. - i i. Arc converter according to Claim 1 or the following, -characterized in that the ionization spark gap is designed and arranged in such a way that one of the base points of the ionization sparks is at the same time the base point for the sparkover. i2. Arc converter according to claim 1 or the following, characterized in that the voltage distribution between the main: e: electrode, ionizing electrode and ignition electrode takes place by distributing the capacitances between these electrodes. i3._ Lichtbogenst: converter according to claim i or the following, characterized in that. the capacities that the ionization electrode forms with the main and auxiliary electrodes are approximately the same size. 1q .. Arc converter according to claim i or the following, characterized in that the resistances of the insulation materials or the values of the capacitances and thus the voltage distribution between the ionization electrode, main and auxiliary electrodes are selected in such a way that a strong ionization spark between the Ioni @ ierun, -, selektorod @ e and the associated main or auxiliary electrode is created. 15. Arc converter according to claim i or the following, characterized in that the smallest distance between the electrodes forming the ionization spark gap is the smallest. corresponds to the usual distance at gap spark gaps. 16., arc converter according to Anspruci or the following, characterized in that the ionization spark gap is designed and angeorän @ t that the ionization takes place through the ionization spark gap at such a point and in such strength that the spark gap for the main arc is ionized . 17. Arc converter according to claim i or the following, characterized in that the ionization spark gap is designed and arranged such that the ionization takes place through the ionization spark gap at such a point and in such strength that mainly the spark gap for the auxiliary arc (pilot arc) is ionized . i ß, arc converter according to claim i or the following, characterized in that part of the gas flowing around the electrodes flows between the electrodes forming the ionization spark gap. i g. Arc converter according to claim i or the following, except for i ß, characterized in that the space between the electrodes forming the ionization spark gap is open to the gas flow, but this gas flow is guided in such a way that it does not touch the ionization spark gap. 2o. Arc converter according to claim i or the following, with the exception of iä and ig, characterized in that a seal is provided between the electrodes forming the ionization spark gap to prevent contamination of the ionization spark gap, for example by a sleeve made of an insulating material. 21. Arc converter according to claim i or the following, characterized in that on the ionization electrode or on the associated electrode insulating material, for. As hard rubber, ON purposes of the field distribution and hapazi tätsvergrößerung is applied. 22. Arc converter according to claim i or the following, characterized in that an ionization electrode is provided both on the main electrode and on the auxiliary electrode (shield electrode, ignition electrode).