BE524458A - - Google Patents

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BE524458A
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  • Lasers (AREA)

Description

       

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   LICHT-UND VAKUUMTECHNIK   G.m.b.H.   résidant à WITTEN-ANNEN (Allem agne) . 



    @   TUBE DE DECHARGE DE COURANTS INTENSES REMPLI DE GAZ, A UTILISER COMME 
PARAFOUDRE. 



   (Inventeur :R. Wehnelt). 



   L'invention est relative à un tube de décharge de courants intenses devant être utilisé comme parafoudre, construit en verre,quartz, matières céramiques ou également en métal, rempli de gaz, en particulier de gaz noble. 



   Des tubes de décharge de ce genre ont été construits sous de nombreuses formes de réalisation en se basant sur des principes physiques les plus divers. Mais il a été démontré que les tubes   de décharge   connus ne conviennent plus aux très hautes exigences actuelles, concernant notamment une charge permanente élevée, une charge de choc excessivement élevée et une constance très grande de la tension d'allumage, également après des charges répétées. 



   Il n'est pas nouveau non plus d'utiliser dans des tubes de décharge à gaz des électrodes métalliques, dont la surface extérieure active est entièrement ou partiellement   recouverte de   substances d'activation par exemple de composés alcalins ou alcalinoterreux ou dont l'espace intérieur est partiellement rempli de substances de ce genre. Par -cette activation, là tension d'allumage est réduite et la capacité de charge augmen-   tée.   



   Les tubes de décharge à gaz connus de ce genre ont toutefois encore l'inconvénient qu'en cas de dépassement de la limite de charge, il se produit également sur les surfaces non-activées des électrodes, des décharges par arc électrique qui, par suite de la caractéristique de l'arc 

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 et de la migration ou des sauts de ses points de décharge, occasionnent des fluctuations indésirables de la tension de combustion et constituent par suite du grand dégagement de chaleur, un danger pour les parois du ré- cipient de décharge constituées le plus souvent de verre. 



   L'invention a pour but de créer un tube de décharge de courants intenses de petites dimensions, qui d'une part est de construction simple et par conséquent bon marché, et qui surtout pour les tensions de combus- tion les plus basses et les surfaces d'électrodes les plus petites, dissi- pe des courants intenses permanents ou de chocs, sans que ses propriétés de dissipation ne se modifient par suite d'un échauffement exagéré des pièces individuelles. 



   Conformément à l'invention, ce problème est résolu du fait que les électrodes ayant la forme de corps creux métalliques - par exemple   de cylindre creux, calottes sphériques ou analogues - d'une résistance spécifique d'environ 0,5 ohm mm /m ou moindre, disposées les unes en face   des autres à une distance de 0,5-2 mm, ne sont recouvertes d'une couche d'activation réduisant la tension d'allumage et de combustion que sur leurs surfaces intérieures,et que les dimensions des espaces creux d'électrodes limités par les surfaces intérieures, sont réglées d'après lanature et la pression du gaz de remplissage de manière qu'il en résulte un effet typi- que de cathode creuse,c'est-à-dire une ionisation intense des espaces creux des électrodes,

   tandis que les surfaces activées extérieures des élec- trodes peuvent être recouvertes d'une couche de protection. 



   Conformément à l'invention, il est avantageux d'utiliser comme couche de protection de la surface extérieure des électrodes une envelop- pe consistant en une matière mauvaise conductrice de la chaleur, possédant de préférence également des propriétés électriques isolantes et entourant étroitement les électrodes, et de munir celles-ci de conducteurs de rac- cord ayant la même conductibilité ou bien une conductibilité plus élevée que les corps d'électrodes. 



   Il est en effet résulté d'essais effectués avec soin que la capacité de charge de parafoudres à cathodes creuses peut augmenter de façon notable si on recouvre les surfaces extérieures d'enveloppe des élec- trodes creuses par des substances non conductrices ou mauvaises conductrices de l'électricité (matières céramiques, comme l'oxyde d'aluminium, etc.) car de cette façon d'une part la décharge demeure limitée aux espaces creux des électrodes et par conséquent une décharge vers l'extérieur est exclue, et en outre un rayonnement de chaleur sur les parois du vase de décharge est évité et par conséquent des dégâts au tube par dilatation thermique sont évités.

   La bonne conductibilité des conducteurs de rac- cord des électrodes permet une dissipation rapide de la quantité de cha- leur libérée dans le tube de décharge vers les raccords extérieurs et pièces de contact qui peuvent dissiper la chaleur au milieu environnant. 



   Une construction s'est montrée particulièrement avantageuse, dans laquelle deux ou plusieurs électrides sont entourées d'une enveloppe isolante commune, qui s'étend en tout ou en partie au-dessus de la surface extérieure des électrodes et qui en même temps centre les électrodes l'une par rapport à l'autre, et la distance entre la surface extérieure des élec- trodes et l'enveloppe isolante qui les entoure limitant la décharge entre les électrodes à l'espace intérieur et protégeant la paroi extérieure du tube de décharge contre un échauffement exagéré, est inférieure à la dis- tance entre les électrodes. 



   La dissipation de la chaleur aux raccords extérieurs est amé- liorée conformément à l'invention, en construisant les corps d'électrodes et leurs conducteurs de raccord en une pièce de même matière, ou bien en 

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 construisant les conducteurs de raccord des électrodes en une matière ayant des conductibilités calorifique et électrique particulièrement bonnes et en les reliant aux corps d'électrodes - de préférence par soudure - de manière que l'endroit de raccord présente une résistance aussi faible que possible aux passages de l'électricité et de la chaleur. 



   En outre, les conducteurs de raccord des électrodes sortant du récipient peuvent avantageusement être reliés à des pièces de raccord de grandes surfaces, rayonnant la chaleur ou posséder eux-mêmes des surfaces de refroidissement spéciales, servant à la dissipation de la chaleur 
Une réduction de l'inertie à l'allumage du récipient de décharge peut s'obtenir si on ajoute aux matières contenues dans la couche d'activation des composés radioactifs de terres rares, alcalins ou alcalinoterreux ou - si on dispose de façon connue en soi - des matières radioactives dans le champ de l'espace de décharge de manière que l'effet désiré de préionisation se produise. 



   Pour augmenter la capacité de charge de courant du récipient de décharge tout en maintenant une tension d'allumage basse, il est recommandé d'introduire dans les électrodes creuses suivant les conditions de combustion et de marche désirées, des insertions d'un métal ne fondant qu'à une température très élevée, par exemple du molybdène, qui ne touchent les corps d'électrodes que suivant des lignes ou des points. 



   Ces insertions peuvent, aux températures élevées qu'elles prennent pendant la charge du tube, émettre des électrons qui, quand la décharge est terminée, désionisent l'espace de décharge et empêchent ainsi un nouvel allumage du tube à de basses tensions. 



   En conséquence, on construit les insertions en tôles minces ou en fils, demanière qu'au cours du passage du courant à travers le tube de décharge, ils s'échauffent rapidement à la température d'émission. 



   La capacité de charge des électrodes creuses munies d'insertions de ce genre peut encore être augmentée davantage si on recouvre totalement ou en partie les insertions d'une couche d'activation. 



   En utilisant des insertions spéciales dans les cathodes creuses il peut être avantageux de construire l'électrode creuse proprement dite, présentant d'ordinaire comme cathode creuse une section circulaire, en lui donnant une autre section, différant de la forme circulaire, et de donner aux insertions une forme telle que les espaces creux formés entre la paroi intérieure des électrodes et les insertions présentent également l'ionisation intensifiée d'une cathode creuse connue. 



   Une insertion de tôle peut avantageusement avoir, par exemple, une section correspondant à un nombre quelconque d'épicycloïdes symétriques, dont les arcs creux produisent l'effet cité de cathodes creuses avec la paroi intérieure des électrodes creuses ayant une forme correspondante. 



   Mais l'insertion peut également consister en une spirale de fil conique dont la base se trouve au fond de l'espace creux des électrodes et dont la pointe se dispose environ dans le plan de leur ouverture. 



   Des tubes de décharge construits conformément à l'invention, ont des tensions de combustion inférieures à 20 volts, même pour des courants de décharge intenses. Les tensions de combustion demeurent pratiquement constantes et l'échauffement du tube est faible. 



   Par l'emploi de substances radioactives, par exemple comme ad- 

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 dition à la masse d'activation ou aux métaux destinés à la fabrication des insertions, on obtient une préionisation telle de l'espace de décharge que le retard à l'allumage est inférieur à une microseconde. Dans ce cas, il peut être particulièrement avantageux d'allier au métal des insertions un isotope radioactif du métal servant à la fabrication des insertions. 



   Plusieurs conducteurs appartenant à un système, dont les surtensions doivent être dissipées vers une électrode de terre commune, sont raccordés de préférence à des cathodes creuses qui sont disposées dans un tube de décharge unique, c'est-à-dire sous la même pression de gaz symétriquement par rapport à une autre électrode (électrode de terre). 



   L'électrode de terre consiste dans ce cas, conformément à l'invention, en un corps métallique unique, dans lequel sont prévus plusieurs orifices. Ces orifices fonctionnant comme cathodes creuses peuvent communiquer à l'intérieur de l'électrode de terre si la disposition des électrodes conductrices s'effectue dans un même plan et en étoile par rapport à l'électrode de terre. On réalise ainsi la possibilité d'une compensation directe des surtensions entre les électrodes conductrices situées à l'extérieur. La décharge se produit alors à travers les orifices communiquants de l'électrode de terre centrale. 



   Dans des réseaux à courant continu, dans lesquels existe une polarité déterminée, il est préférable de construire au moins une électrode sous forme d'anode massive de manière qu'il se produise dans le conducteur de dissipation un effet de redressement. 



   L'invention est représentée à titre d'exemple sur le dessin. 



   La Fig. 1 représente un tube de décharge de courants intenses à deux cathodes creuses. 



   La Fig. 2 est une réalisation particulière d'une cathode creuse avec insertion de tôle. 



   La Fig. 3 est une autre forme de réalisation d'une cathode creuse à insertion de fil en forme de spirale. 



   Les Figs. 4 et 5 représentent chacune une coupe à travers un système à cinq électrodes dans lequel quatre électrodes conductrices sont disposées en étoile autour d'une électrode de terre centrale. 



   La Fig. 4 est une coupe suivant la ligne   IV-IV   de la Fig. 5 vue dans le sens de la flèche dessinée sur la ligne de coupe. 



   La Fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la Fig.   4,   également dans le sens de la flèche dessinée sur la ligne de la coupe. 



   Le tube de décharge de courants intenses représenté sur la Fig. 



  1 comprend deux électrodes 1, 2 ayant la forme de cathodes creuses et dont les conducteurs de raccord 3, 4 traversent la paroi du tube de verre 5 vers l'extérieur. Le tube 5 porte une tubulure de pompe 6 qui sert à la production de vide et qui est fermée après remplissage du tube par un gaz noble par exemple du néon ou de l'argon. Les deux électrodes 1,2 sont protégées sur leur face extérieure du côté de l'enveloppe du tube par une enveloppe commune 7 constituée de matière céramique. L'enveloppe 7 protège l'enveloppe du tube contre un échauffement trop intense et empêche en même temps la production de décharges électriques sur les faces extérieures des électrodes.

   On peut mélanger à l'enveloppe céramique 7 des substances de grilles qui contribuent au maintien de la composition désirée du remplissage de gaz dans le tube de décharge. 

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   La cathode creuse 8 représentée sur la Fig. 2, qui ne forme qu'une pièce avec son conducteur de raccord 9, porte dans son espace creux cylindrique une insertion 10 qui consiste de préférence en un métal fondant à très haute température, par exemple du molybdène. L'insertion 10 a une section en forme d'étoile, de sorte qu'à l'intérieur de la cathode creuse
8, il se forme cinq espaces individuels fonctionnant chacun comme cathodes creuses. L'insertion 10 n'est reliée à la cathode creuse elle-même qu'en un petit nombre de points 11. Les surfaces de contact entre l'électrode 8 et l'insertion 10 sont maintenues aussi petites que possible pour rendre plus difficile un passage direct du courant dans l'insertion. 



   La Fig. 3 représente une cathode creuse 12 dans laquelle est introduite une insertion 14 de fil enroulé en forme de spirale conique. La base du cône de la spirale est disposée à l'intérieur de la cathode creuse sur la face de fond, dont la face extérieure est reliée au conducteur de raccord 13 de la cathode creuse 12. 



   Les Figs. 4 et   5   représentent un système d'électrode pour tube de décharge de courants intenses muni de cinq électrodes. Le tube de décharge entourant les électrodes a été enlevé. Les quatre électrodes extérieures ou électrodes conductrices 15, dont le conducteur de raccord 16 traverse la paroi du tube vers l'extérieur, sont disposées en étoile dans un même plan autour de l'électrode centrale 17. Celle-ci consiste en une pièce métallique unitaire dans laquelle deux orifices 17a, 17b se croisent à angle droit. Les quatre saillies cylindriques de l'électrode centrale 17 ont le même diamètre extérieur que les cathodes creuses 15 disposées à l'extérieur.

   Celles-ci sont centrées par rapport aux saillies par des enveloppes céramiques 18 retournées sur elles qui s'étendent jusqu'au-dessus des saillies cylindriques de l'électrode centrale 17; elles sont centrées par rapport à ces saillies et protégées du côté extérieur. Pour la protection de l'électrode centrale 17 vers le haut et vers le bas, on peut prévoir d'autres plaques de protection 19,20 à partir desquelles la plaque supérieure 20 est fixée au moyen d'un prolongement 20a de la face supérieure de l'électrode 17 tandis que la plaque inférieure 19 présente un orifice central traversé par le conducteur de raccord 21 de l'électrode centrale. 



   Comme on le voit d'après les figures, l'espace total formé par les cathodes creuses 15 et les orifices 17a, 17b dans l'électrode centrale 17 fonctionne à la manière d'une cathode creuse. Il s'y établit, suivant la grandeur et le sens de la tension, une ionisation intense. Sur la face intérieure, les cathodes creuses 1, 2 aussi bien que les surfaces intérieures des électrodes 8, 12, 15 et 17 peuvent être recouvertes de masse d'activation. De même, les tôles d'insertion 10 ou la spirale 14 peuvent porter une couche d'activation extérieure qui recouvre entièrement les surfaces des insertions ou éventuellement seulement leur partie inférieure disposée au fond de la cathode creuse. Des substances radioactives peuvent être introduites dans la couche d'activation mais elles peuvent également l'être dans les électrodes au voisinage de l'espace de décharge. 



   Le tube de décharge de courants intenses conforme à l'invention peut supporter aussi bien de hautes charges permanentes que des chocs de courant les plus intenses. Les dimensions de tube peuvent être maintenues très petites car son enveloppe extérieure est suffisamment protégée par l'enveloppe isolante contre l'action d'arcs électriques et du rayonnement calorifique des électrodes. La chaleur dégagée à l'intérieur de cette enveloppe est dissipée vers l'extérieur par les conducteurs de raccord construits très épais et elle peut être dissipée au voisinage des contacts par une construction appropriée des endroits de raccord.



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   LICHT-UND VAKUUMTECHNIK G.m.b.H. residing in WITTEN-ANNEN (Germ any).



    @ LARGE CURRENT DISCHARGE TUBE FILLED WITH GAS, TO BE USED AS
SURGE PROTECTOR.



   (Inventor: R. Wehnelt).



   The invention relates to a discharge tube for intense currents to be used as a surge arrester, constructed of glass, quartz, ceramic materials or also of metal, filled with gas, in particular noble gas.



   Discharge tubes of this kind have been constructed in many embodiments based on a wide variety of physical principles. However, it has been shown that the known discharge tubes are no longer suitable for today's very high demands, in particular regarding a high permanent load, an excessively high shock load and a very high constancy of the ignition voltage, also after repeated charges. .



   It is also not new to use metal electrodes in gas discharge tubes, the active outer surface of which is completely or partially covered with activating substances, for example alkaline or alkaline earth compounds or whose inner space is partially filled with substances of this kind. By this activation, the ignition voltage is reduced and the charging capacity is increased.



   The known gas discharge tubes of this type, however, still have the disadvantage that if the charge limit is exceeded, there also occurs on the non-activated surfaces of the electrodes, electric arc discharges which, as a result. of the arc characteristic

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 and the migration or jumps of its discharge points, cause undesirable fluctuations in the combustion voltage and, as a result of the great release of heat, constitute a danger for the walls of the discharge vessel which are usually made of glass.



   The object of the invention is to create an intense current discharge tube of small dimensions, which on the one hand is of simple construction and therefore inexpensive, and which above all for the lowest combustion voltages and surfaces. of the smallest electrodes, dissipates intense permanent currents or shocks, without its dissipation properties being modified by excessive heating of the individual parts.



   According to the invention, this problem is solved by the fact that the electrodes having the form of metallic hollow bodies - for example of hollow cylinder, spherical caps or the like - of a specific resistance of about 0.5 ohm mm / m or lesser, arranged opposite each other at a distance of 0.5-2 mm, are covered with an activation layer reducing the ignition and combustion voltage only on their inner surfaces, and only the dimensions of the electrode hollow spaces limited by the interior surfaces are adjusted according to the nature and pressure of the filling gas so that a typical hollow cathode effect results, i.e. intense ionization hollow spaces in the electrodes,

   while the outer activated surfaces of the electrodes can be covered with a protective layer.



   According to the invention, it is advantageous to use as a protective layer for the outer surface of the electrodes a casing consisting of a material which is a poor conductor of heat, preferably also having electrical insulating properties and closely surrounding the electrodes, and providing them with connecting conductors having the same or a higher conductivity than the electrode bodies.



   Careful tests have shown that the load capacity of hollow cathode surge arresters can increase significantly if the outer casing surfaces of the hollow electrodes are covered with substances which are not conductive or which are poor conductors of the liquid. electricity (ceramic materials, such as aluminum oxide, etc.) because in this way on the one hand the discharge remains limited to the hollow spaces of the electrodes and consequently a discharge to the outside is excluded, and in addition a heat radiation on the walls of the discharge vessel is avoided and therefore damage to the tube by thermal expansion is avoided.

   The good conductivity of the connecting conductors of the electrodes allows rapid dissipation of the amount of heat released in the discharge tube to the outer fittings and contact parts which can dissipate heat to the surrounding environment.



   A construction has been shown to be particularly advantageous, in which two or more electrides are surrounded by a common insulating envelope, which extends in whole or in part above the outer surface of the electrodes and which at the same time centers the electrodes. relative to each other, and the distance between the outer surface of the electrodes and the insulating casing which surrounds them limiting the discharge between the electrodes in the inner space and protecting the outer wall of the discharge tube against excessive heating, is less than the distance between the electrodes.



   Heat dissipation at the outer fittings is improved in accordance with the invention by constructing the electrode bodies and their connecting conductors in one piece of the same material, or else by

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 constructing the connecting conductors of the electrodes of a material having particularly good heat and electrical conductivity and connecting them to the electrode bodies - preferably by soldering - so that the connection point has as little resistance as possible to the passages electricity and heat.



   In addition, the connecting conductors of the electrodes exiting the container can advantageously be connected to connecting parts of large areas, radiating heat or themselves have special cooling surfaces, serving for heat dissipation.
A reduction in the ignition inertia of the discharge vessel can be achieved by adding to the materials contained in the activation layer radioactive rare earth, alkali or alkaline earth compounds or - if available in a manner known per se - radioactive material in the field of the discharge space so that the desired effect of preionization occurs.



   To increase the current carrying capacity of the discharge vessel while maintaining a low ignition voltage, it is recommended to introduce into the hollow electrodes according to the desired combustion and operating conditions, insertions of a non-melting metal. only at a very high temperature, for example molybdenum, which only touch the electrode bodies along lines or dots.



   These insertions can, at the high temperatures which they acquire during the charging of the tube, emit electrons which, when the discharge is complete, deionize the discharge space and thus prevent re-ignition of the tube at low voltages.



   Accordingly, the inserts are constructed of thin sheets or wires, so that during the passage of current through the discharge tube, they quickly heat up to the emission temperature.



   The charge capacity of hollow electrodes provided with such insertions can be further increased if the insertions are completely or partially covered with an activating layer.



   By using special inserts in the hollow cathodes it may be advantageous to construct the hollow electrode proper, usually having a circular section as the hollow cathode, giving it another section, differing from the circular shape, and to give the hollow cathode a circular section. Insertions such that the hollow spaces formed between the inner wall of the electrodes and the insertions also exhibit the intensified ionization of a known hollow cathode.



   A sheet insert may advantageously have, for example, a section corresponding to any number of symmetrical epicycloids, the hollow arcs of which produce the said effect of hollow cathodes with the inner wall of the hollow electrodes having a corresponding shape.



   However, the insertion can also consist of a spiral of conical wire, the base of which is at the bottom of the hollow space of the electrodes and the tip of which is arranged approximately in the plane of their opening.



   Discharge tubes constructed in accordance with the invention have combustion voltages below 20 volts, even for intense discharge currents. The combustion voltages remain practically constant and the heating of the tube is low.



   By the use of radioactive substances, for example as ad-

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 In addition to the activation mass or to the metals intended for the manufacture of the inserts, such a preionization of the discharge space is obtained that the ignition delay is less than one microsecond. In this case, it may be particularly advantageous to combine the metal of the insertions with a radioactive isotope of the metal used for the manufacture of the insertions.



   Several conductors belonging to a system, the overvoltages of which must be dissipated towards a common earth electrode, are preferably connected to hollow cathodes which are arranged in a single discharge tube, that is to say under the same pressure of gas symmetrically with respect to another electrode (earth electrode).



   The earth electrode consists in this case, in accordance with the invention, of a single metallic body, in which several orifices are provided. These orifices functioning as hollow cathodes can communicate inside the earth electrode if the arrangement of the conductive electrodes takes place in the same plane and in a star with respect to the earth electrode. The possibility of direct compensation for overvoltages between the conductive electrodes located outside is thus realized. The discharge then occurs through the communicating orifices of the central earth electrode.



   In direct current networks, in which there is a determined polarity, it is preferable to construct at least one electrode in the form of a solid anode so that a rectifying effect occurs in the dissipation conductor.



   The invention is shown by way of example in the drawing.



   Fig. 1 shows a high current discharge tube with two hollow cathodes.



   Fig. 2 is a particular embodiment of a hollow cathode with insertion of sheet metal.



   Fig. 3 is another embodiment of a spiral-shaped wire insertion hollow cathode.



   Figs. 4 and 5 each show a section through a five electrode system in which four conductive electrodes are arranged in a star around a central earth electrode.



   Fig. 4 is a section taken along the line IV-IV of FIG. 5 viewed in the direction of the arrow drawn on the section line.



   Fig. 5 is a section taken along the line V-V of FIG. 4, also in the direction of the arrow drawn on the line of the section.



   The high current discharge tube shown in FIG.



  1 comprises two electrodes 1, 2 having the form of hollow cathodes and whose connecting conductors 3, 4 pass through the wall of the glass tube 5 towards the outside. The tube 5 carries a pump tube 6 which is used for the production of a vacuum and which is closed after filling the tube with a noble gas, for example neon or argon. The two electrodes 1,2 are protected on their outer face on the side of the casing of the tube by a common casing 7 made of ceramic material. The casing 7 protects the casing of the tube against excessive heating and at the same time prevents the production of electric discharges on the outer faces of the electrodes.

   Grid substances which help maintain the desired composition of the gas filling in the discharge tube can be mixed with the ceramic shell 7.

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   The hollow cathode 8 shown in FIG. 2, which forms one piece with its connection conductor 9, carries in its cylindrical hollow space an insert 10 which preferably consists of a metal melting at very high temperature, for example molybdenum. Insert 10 has a star-shaped section, so that inside the hollow cathode
8, five individual spaces are formed, each functioning as hollow cathodes. Insert 10 is only connected to the hollow cathode itself at a small number of points 11. The contact surfaces between electrode 8 and insert 10 are kept as small as possible to make it more difficult direct current flow through the insert.



   Fig. 3 shows a hollow cathode 12 into which is introduced an insert 14 of wire wound in the form of a conical spiral. The base of the cone of the spiral is arranged inside the hollow cathode on the bottom face, the outer face of which is connected to the connecting conductor 13 of the hollow cathode 12.



   Figs. 4 and 5 show an electrode system for a high current discharge tube provided with five electrodes. The discharge tube surrounding the electrodes has been removed. The four external electrodes or conductive electrodes 15, of which the connecting conductor 16 passes through the wall of the tube towards the outside, are arranged in a star in the same plane around the central electrode 17. This consists of a unitary metal part. in which two orifices 17a, 17b cross at right angles. The four cylindrical protrusions of the central electrode 17 have the same outside diameter as the hollow cathodes 15 disposed on the outside.

   These are centered with respect to the protrusions by ceramic envelopes 18 turned over on them which extend up to the top of the cylindrical protrusions of the central electrode 17; they are centered with respect to these projections and protected from the outside. For the protection of the central electrode 17 upwards and downwards, one can provide other protection plates 19,20 from which the upper plate 20 is fixed by means of an extension 20a of the upper face of the electrode 17 while the lower plate 19 has a central orifice through which the connecting conductor 21 of the central electrode passes.



   As can be seen from the figures, the total space formed by the hollow cathodes 15 and the orifices 17a, 17b in the central electrode 17 functions in the manner of a hollow cathode. There is established there, depending on the size and direction of the tension, an intense ionization. On the inner face, the hollow cathodes 1, 2 as well as the inner surfaces of the electrodes 8, 12, 15 and 17 can be coated with activating ground. Likewise, the insertion plates 10 or the spiral 14 may carry an outer activation layer which entirely covers the surfaces of the insertions or possibly only their lower part disposed at the bottom of the hollow cathode. Radioactive substances can be introduced into the activation layer, but they can also be introduced into the electrodes in the vicinity of the discharge space.



   The high current discharge tube according to the invention can withstand both high permanent loads and the most intense current shocks. The tube dimensions can be kept very small because its outer casing is sufficiently protected by the insulating casing against the action of electric arcs and the heat radiation from the electrodes. The heat given off inside this casing is dissipated to the outside by the very thick constructed connection conductors and it can be dissipated in the vicinity of the contacts by a suitable construction of the connection places.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS 1. Tube de décharge de courants intenses, spécialement.pour l'emploi comme parafoudre, muni d'électrodes construites sous forme de corps creux - par exemple des cylindres creux, calottes sphériques ou analogues - ayant une résistance spécifique d'environ 0,5 Ohm mm2/m ou moindre, dis- posées vis-à-vis les unes des autres à une distance de 0,5-2 mm. CLAIMS 1. High current discharge tube, especially for use as a surge arrester, provided with electrodes constructed as hollow bodies - eg hollow cylinders, spherical caps or the like - having a specific resistance of about 0.5 Ohm mm2 / m or less, arranged opposite each other at a distance of 0.5-2 mm. caracté- risé en ce que les électrodes ne sont recouvertes que sur leurs faces in- térieures d'une couche d'activation abaissant la tension d'allumage et de combustion, et en ce que les dimensions des espaces creux des électrodes limités par les surfaces intérieures sont déterminées d'après la nature et la pression du gaz de remplissage de manière à obtenir un effet type de cathode creuse, c'est-à-dire une ionisation intense des espaces creux des électrodes, tandis que les surfaces extérieures non activées des électro- des, peuvent être recouvertes d'une couche de protection. characterized in that the electrodes are covered only on their inner faces with an activation layer lowering the ignition and combustion voltage, and in that the dimensions of the hollow spaces of the electrodes limited by the surfaces interior are determined according to the nature and pressure of the filling gas so as to obtain a typical hollow cathode effect, that is to say an intense ionization of the hollow spaces of the electrodes, while the non-activated exterior surfaces of the electrodes. electrodes, can be covered with a protective layer. 2. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'une enveloppe en matière mauvaise conductrice de la chaleur, de préférence également isolante de l'électrdcité entoure étroitement les électrodes, et en ce que celles-ci sont munies de conduc- teurs de raccord ayant la même conductibilité ou une conductibilité plus élevée que les corps d'électrodes. 2. High current discharge tube according to claim 1, characterized in that a casing of poor heat conductor material, preferably also electrically insulating, tightly surrounds the electrodes, and in that the latter are fitted with connecting conductors having the same or higher conductivity than the electrode bodies. 3. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendica- tion 2, caractérisé en ce que deux ou plusieurs électrodes sont entourées par une enveloppe isolante commune s'étendant entièrement ou partiellement au-dessus de la surface extérieure des électrodes, et servant en même temps au centrage des électrodes l'une par rapport à l'autre. 3. High current discharge tube according to claim 2, characterized in that two or more electrodes are surrounded by a common insulating envelope extending entirely or partially above the outer surface of the electrodes, and serving at the same time. time to center the electrodes with respect to each other. 4. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendica- tion 3, caractérisé en ce que -la distance entre les surfaces extérieures des électrodes et l'enveloppe isolante qui les entoure, qui limite la dé- charge entre les électrodes à leur espace intérieur et qui protège la pa- roi extérieure du tube de décharge contre un échauffement exagéré, est in- férieure à la distance entre les électrodes. 4. Intense current discharge tube according to claim 3, characterized in that -the distance between the outer surfaces of the electrodes and the insulating envelope which surrounds them, which limits the discharge between the electrodes at their inner space. and which protects the outer wall of the discharge tube against excessive heating, is less than the distance between the electrodes. 5. Tube de décharge de courants intenses suivant les revendica- tions 1 à 4 caractérisé en ce que les corps d'électrodes et leurs conduc- teurs de raccord sont constitués d'une seule pièce de la même matière. 5. Intense current discharge tube according to claims 1 to 4 characterized in that the electrode bodies and their connecting conductors are made of a single piece of the same material. 6. Tube de décharge de courants intenses suivant les revendica- tions 1 à 4 caractérisé en ce que les conducteurs de raccord des électro- des consistent en une matière ayant des conductibilités électriques et thermique particulièrement bonnes, et sont reliés aux corps d'électrodes, de préférence par soudage, de manière que l'endroit de raccord présente une résistance aussi faible que possible au passage de-l'électricité et de la chaleur. 6. Intense current discharge tube according to claims 1 to 4 characterized in that the connecting conductors of the electrodes consist of a material having particularly good electrical and thermal conductivities, and are connected to the electrode bodies, preferably by welding, so that the connection point has as little resistance as possible to the passage of electricity and heat. 7. Tube de décharge de courants intenses suivant les revendi- cations 1 à 6 caractérisé en ce que les conducteurs de raccord des élec- trodes sortant du tube sont reliés à des pièces de raccord de grandes sur- faces rayonnant la chaleur ou bien présentent eux-mêmes des surfaces de refroidissement particulières servant à la dissipation de la chaleur. 7. Intense current discharge tube according to claims 1 to 6 characterized in that the connecting conductors of the electrodes coming out of the tube are connected to connecting pieces of large surfaces radiating heat or else have them. - even special cooling surfaces serving for heat dissipation. 8. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce qu'on ajoute aux substances formant la couche d'activation sur les surfaces intérieures des électrodes des composés ra- dioactifs de terres rares, alcalins on alcalinoterreux ou bien qu'on dis- pose des matières radioactives dans le champ de l'espace de décharge entre les électrodes de manière à produire une préionisation de cet espace. <Desc/Clms Page number 7> 8. High current discharge tube according to claim 1, characterized in that to the substances forming the activation layer on the inner surfaces of the electrodes are added rare earth, alkali or alkaline earth or else radioactive compounds. that radioactive materials are placed in the field of the discharge space between the electrodes so as to produce a preionization of this space. <Desc / Clms Page number 7> 9. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 1 et/ou l'une des suivantes, caractérisé en ce qu'on introduit dans l'espace intérieur des cathodes creuses des insertions en métal ne fondant qu'à de très hautes températures par exemple du molybdène, qui ne touchent les corps d'électrodes que suivant des lignes ou des points. 9. Intense current discharge tube according to claim 1 and / or one of the following, characterized in that insertions of metal which only melt at very high temperatures are introduced into the interior space of the hollow cathodes. example of molybdenum, which only touch the electrode bodies along lines or dots. 10. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les insertions consistent en tôle ou en fils et n'ont qu'une épaisseur telle qu'elles se chauffent à la température d'émission quand on fait passer le courant à travers le tube. 10. Intensive current discharge tube according to claim 9, characterized in that the inserts consist of sheet metal or wires and have only a thickness such that they heat up to the emission temperature when the current through the tube. 11. Tube de décharge de courants intenses suivant les revendications 9 et/ou 10 caractérisé en ce que les insertions sont entièrement ou partiellement recouvertes d'une couche d'activation. 11. Intense current discharge tube according to claims 9 and / or 10 characterized in that the insertions are entirely or partially covered with an activation layer. 12. Tube de décharge de courants intenses suivant les revendications 9 à 11 caractérisé en ce que la section des électrodes creuses présentent une forme quelconque, différant de la forme circulaire, qui produit également l'ionisation renforcée d'une cathode creuse usuelle. 12. Intense current discharge tube according to claims 9 to 11 characterized in that the section of the hollow electrodes have any shape, differing from the circular shape, which also produces the enhanced ionization of a usual hollow cathode. 13. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 9 et/ou une des suivantes, caractérisé en ce que l'insertion des cathodes creuses, qui consiste en une tôle mince, présente une section qui réside en arcs d'épicycloïdes. 13. Intense current discharge tube according to claim 9 and / or one of the following, characterized in that the insertion of the hollow cathodes, which consists of a thin sheet, has a section which resides in epicyclic arcs. 14. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 9 et/ou l'une des suivantes, caractérisé en ce que l'insertion des cathodes creuses qui consiste en fils a la forme d'une spirale conique, dont la base se trouve au fond de l'espace creux des électrodes et dont le sommet est disposé environ dans le plan de l'ouverture des électrodes. 14. Intensive current discharge tube according to claim 9 and / or one of the following, characterized in that the insertion of the hollow cathodes which consists of wires has the shape of a conical spiral, the base of which is at the bottom. bottom of the hollow space of the electrodes and the top of which is disposed approximately in the plane of the opening of the electrodes. 15. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 8 et/ou l'une des suivantes, caractérisé en ce que la quantité d'addition radioactive à la couche d'activation ou bien la quantité de matière radioactive introduite dans le champ de l'espace de décharge est telle qu'on obtient une préionisation donnant un retard à l'allumage inférieur à une microseconde. 15. Intense current discharge tube according to claim 8 and / or one of the following, characterized in that the amount of radioactive addition to the activation layer or the amount of radioactive material introduced into the field of l The discharge space is such that a preionization is obtained giving an ignition delay of less than one microsecond. 16. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 8 et/ou l'une des suivantes caractérisé en ce que la quantité d' une substance radioactive nécessaire à l'obtention d'un retard à l'allumage inférieur à une microseconde, est introduite dans les insertions métalliques à l'intérieur des électrodes, par exemple en y étant alliée. 16. Intense current discharge tube according to claim 8 and / or one of the following characterized in that the quantity of a radioactive substance necessary to obtain an ignition delay of less than one microsecond, is introduced into the metal inserts inside the electrodes, for example by being alloyed therein. 17. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 1 et/ou l'une des suivantes, caractérisé en ce qu'on dispose dans un tube de décharge unique trois ou plus de trois électrodes de cathodes creuses symétriquement par rapport à une électrode supplémentaire. 17. Intensive current discharge tube according to claim 1 and / or one of the following, characterized in that there is in a single discharge tube three or more than three electrodes of hollow cathodes symmetrically with respect to an additional electrode . 18. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'une des électrodes utilisée de préférence comme électrode de terre, présente plusieurs cathodes creuses dans un corps métallique unitaire. 18. Intensive current discharge tube according to claim 17, characterized in that one of the electrodes preferably used as an earth electrode has several hollow cathodes in a unitary metal body. 19. Tube de décharge de courants intenses suivant les revendications 17 et 18 caractérisé en ce que les électrodes individuelles disposées symétriquement par rapport à une électrode de terre sont disposées en étoile dans un même plan autour de l'électrode centrale entourant le nombre correspondant de cathodes creuses communiquant entre elles. 19. Intense current discharge tube according to claims 17 and 18 characterized in that the individual electrodes arranged symmetrically with respect to an earth electrode are arranged in a star in the same plane around the central electrode surrounding the corresponding number of cathodes. hollow communicating with each other. 20. Tube de décharge de courants intenses suivant la revendica- <Desc/Clms Page number 8> tien 1 et/ou l'une des suivantes, en particulier pour l'emploi dans des réseaux à courant continu, caractérisé en ce qu'il existe au moins une anode massive permettant la production d'un effet de redressement. 20. Intense current discharge tube according to the claim. <Desc / Clms Page number 8> tien 1 and / or one of the following, in particular for use in direct current networks, characterized in that there is at least one massive anode allowing the production of a rectifying effect.
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