DE756382C - Gleichrichter fuer hohe Spannungen mit Gas- oder Dampffuellung, insbesondere Hochspannungsquecksilberdampfgleichrichter - Google Patents

Description

• Gleichrichter für hohe Spannungen mit Gas- oder Dampffüllung, insbesondere Hochspannungsquecksilberdampfgleichrichter Bei Hochspannungsgleichrichtern mit Gas-oder Dampffüllung besteht die Gefahr, daß während der Sperrperiode eine Entladung auftritt, die in einen Lichtbogen umschlägt, so daß eine Rückzündung entsteht. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Vermeidung dieser Betriebsstörung in den Lichtbogenweg zwischen der Anode und der Kathode metallische Einbauten anzuordnen, die mehr oder weniger weite Öffnungen für den Durchgang des Lichtbogens aufweisen. Diese bekannten Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß die Anoden während der Brennperiode nur sehr schwer Strom aufnehmen. Sehr häufig kommt es vor, daß die Zündspannung Werte von mehreren hundert, j a sogar über tausend Volt annimmt.
• Es ist bereits bekannt, die Anode im Innern eines Gitters unterzubringen. Bei diesen bekannten Anordnungen sind jedoch die Öffnungen der Gitter stets so groß, daß eine Entladung durch das Gitter zur Anode auftritt, ohne daßZündschwierigkeiten vorhanden sind. Bei derart relativ großen Gitteröffnungen besteht aber stets die Gefahr des Auftretens von Rückzündungen. Ferner ist es bekannt, vor der Anode in einem Anodenschutzrohr ein engmaschiges Steuergitter zum Zünden und Löschen des Anodenstroms anzuordnen und dafür zu sorgen, daß ein Erregerlichtbogen unmittelbar vor dem Gitter v orbeihrennt. Aber auch eine derartige Einrichtung erfüllt nicht die Erfordernisse, die an ein Hochspannungsentladungsgefäß gestellt werden müssen, da Rückzündungen durch derartige Anordnungen bei Hochspannungsgefäßen nicht vermieden werden können.
• Es sind auch Gleichrichter mit in den Anodenhülsen isoliert angeordneten Gittern bekannt, bei denen diese Steuergitter als Hilfsanoden zum Zünden der Hauptanode an eine gegenüber der Kathode dauernd oder intermittierend positive Spannung gelegt werden. Eine derartige Anordnung eignet sich jedoch eb;nfalls nicht für Hochspannungsgleichrichter, da auch die COffnungen dieser Gitter relativ groß gewählt werden müssen.
• Demgegenüber sollen bei einem Gleichrichter für hohe Spannungen mit Gas- oder Dampf -füllung, bei dem die Hauptanode im Innern einer Hilfsanode untergebracht ist, nur an den Seiten der die Anode vollständig umgebenden Hilfsanode enge Öffnungen für den Durchtritt der Entladung nach der Hauptanode vorgesehen sein und die Hilfsanode zur Erleichterung der Zündung der Hauptentladung an eine Niederspannungswechselstromquelle solcher Phasenlage angeschlossen sein, daß während der Brennperiode der Hauptanode ein Lichtbogen zur umgebenden Hilfsanode brennt.
• Die Abbildungen zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Hauptanode i ist im Innern der hohlen Anode 2 angeordnet, die mit zahlreichen Löchern 6 versehen ist. Diese Anode befindet sich im Innern von einem oder mehreren Schutzrohren 3 und :4, die ebenfalls mit Öffnungen ;7 bzw. 8 für den Durchgang des Lichtbogens versehen sind. Die Anordnung dieser Schutzrohre ist bei dem in Abb. i dargestellten Beispiel so getroffen, daß die Öffnungen 6 der Anode nicht den Öffnungen 7 des Schutzrohres 3 gegenüberstehen. Der Lichtbogen, der während der Brennperiode zur Anode :2 brennt, zündet bedeutend leichter als der zur Anode i brennende Lichtbogen zünden würde, falls nicht durch den Lichtbogenstrom zur Anode 2 bereits eine intensive Ionisierung in der Umgebung der öffnüngen 6 erzeugt werden würde. Während der Sperrperiode werden die Ionen durch die ausgedehnten Flächen der Anode 2 und auch durch die Seitenwände der Öffnungen 6 in kürzester Zeit aus dem Entladungsraum gezogen. Es besteht also nicht die Gefahr, daß durch auftreffende Restionen eine in einen Lichtbogen umschlagende Entladung entsteht. Auch eine Glimmentladung kommt bei dieser Anordnung bei zweckmäßiger Wahl der Abmessungen der Öffnungen und des Abstands der Anode i von der Anode 2 und dem umgebenden Schutzrohr 3 nicht zustande. Die Anordnung bietet daher einen weitgehenden Schutz gegen Rückzündung und bewährt sich aus diesem Grunde auch bei sehr hohen Spannungen. Die Energie, die zur Erregung der Hauptanode 2 erforderlich ist, ist, obgleich der Strom im allgemeinen gleich oder sogar größer als der der Hauptanode ist, nur verhältnismäßig gering, weil die zum Betrieb der Hilfsanode gehörige Spannung nur einen geringenBruchteil, beispiels-,veise 30 bis 20o Volt beträgt.
• Da die an der Hilfsanode frei werdende Energie im allgemeinen nicht unerheblich größer ist als die an der Hauptanode frei werdende Energie, ist es unter Umständen vorteilhaft, wie in Abb. 2 dargestellt, den Abstand zwischen den beiden Anoden größer zu wählen, so daß die Oberfläche der stärker beanspruchten Hilfsanode wesentlich größer als die der Hauptanode i ist. Wenn der Gleichrichter nicht für sehr hohe Spannungen Verwendung finden soll, empfiehlt es sich im allgemeinen, den Abstand zwischen der Hilfsanode und dem umgebenden Schutzrohr so groß zu wählen, daß der Zutritt des Hilfslichtbogens zu der mit Löchern versehenen Seitenfläche der Hilfsanode nicht zu sehr erschwert wird. Eine solche Anordnung ist in schematischer Weise in Abb. 2 dargestellt.
• Die Öffnungen der ineinandergeschachtelten Schutzrohre 3 und 4 können gegeneinander versetzt werden, wenn der Durchtritt von Fremdionen in besonders weitgehendem Maße behindert werden soll. Im allgemeinen wird dies jedoch nicht erforderlich sein. Die beiden Schutzrohre sind unter Zwischenschaltung mit Isolatoren 14. am Deckel 5 des Gleichrichters befestigt. Die Haupt- und die Hilfsanode sind durch zwei Isolatoren 9 und io voneinander und vom Deckel des Gleichrichtergefäßes isoliert. Die Gummidichtungen 13 werden mit Hilfe der Federn 12 vakuumdicht zusammengepreßt, und zwar mit Hilfe von Schraubenbolzen, die an einem Metallring angreifen, der mit Hilfe des Isolators i i von der Anodenplatte 5 isoliert ist. An Stelle dieses Isolierringes i i können selbstverständlich auch Stützisolatoren od. dgl. Verwendung finden.
• Zur Vermeidung von unerwünschten Entladungen von einer Anode zur anderen empfiehlt es sich, in an sich bekannter Weise die Kanten von den Teilen, die den Nachbaranoden besonders nahe liegen, beispielsweise die Bolzen und Federn 12, mit einer Kappe 15 zu überdecken, die entweder aus Isoliermaterial besteht oder infolge ihrer abgerundeten Form nur in geringem Maße zur Bildung von Sprühentladungen beitragen.
• Die Stromzuleitung zur Hilfsanode 2 kann beispielsweise durch einen Leiter 16 erfolgen, der durch das Isolierrohr ii hindurchgeführt wird, während der Stromanschluß an die Hauptanode, beispielsweise durch das Kabel 17, vorgesehen ist. Die Höhe der beiden Isolatoren 9 und io wird, soweit nicht thermische oder mechanische Gründe Abweichungen von dieser Regel verlangen, so gewählt, wie sich die Spannungen zwischen den voneinander zu isolierenden Teilen verhalten. Es wird im allgemeinen empfehlenswert sein, den Isolator 9 verhältnismäßig höher zu wählen, weil dadurch eine unzulässige Abkühlung der Hilfsanode .2 durch die Anodenplatte 5 vermieden werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gleichrichter für hohe Spannungen mit Gas- oder Dampffüllung, insbesondere Hochspannungsquecksilberdampfgleichrichter, bei dem die Hauptanode im Innern einer Hilfsanode untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur an den Seiten der die Anode vollständig umhüllenden Hilfsanode enge Öffnungen für den Durchtritt der Entladung nach der Hauptanode vorgesehen sind und die Hilfsanode zur Erleichterung der Zündung der Hauptentladung an eine Niederspannungsw echselstromquelle solcher Phasenlage angeschlossen ist, daß während der Brennperiode der Hauptanode ein Lichtbogen zur umgebenden Hilfsanode brennt.
2. 2. Gleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüber den Öffnungen der Hilfsanode die Wand eines diese Hilfsanode umgebenden Schutzrohres befindet, während die öffnungen dieses Schutzrohres an einer solchen Stelle vorgesehen sind, an der die Hilfsanode keine Öffnungen besitzt.
3. 3. Gleichrichter nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsanode von mehreren ineinandergeschachtelten Schutzrohren umgeben ist. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 379 687, 396 635; schweizerische Patentschriften Nr.146103, i57 i66, i62 572, i65 976, i7o 696, 17z856; britische Patentschrift Nr. q.32 43,I.