Schaltung bei Qnecksilberdampfgleichrichtern. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Schaltung bei Quecksilberdampfgleich- richtern mit von oben in den Gleichrichter eintretender Kathodenzuführungsleitung.
Eine Erhöhung des Wirkungsgrades von Gleichrichtern kann durch Verminderung des Spannungsabfalles durch Erweiterung des für den Lichtbogen zur Verfügung stehenden Querschnittes erreicht werden. Diese Mass nahme kann jedoch nur dann in der ge wünschten Weise Nutzen bringen, wenn der Lichtbogen sich gleichmässig zwischen den umgebenden Wänden auszubreiten vermag. Dies ist jedoch um so schwerer möglich, je mehr Anoden im gleichen Gefäss in gl'cich- mässiger Verteilung parallel arbeiten, und je höher dabei die Belastung des Gleichrichters steigt.
Bei hoher Belastung nämlich tritt eine elektrodynamische Wechselwirkung zwischen den Anodenlichtbögen auf, die eine Verdrän gung der Lichtbögen nach der Gefässachse hin, das heisst eine ungleiche Verteilung der Stromdichte im Anodenrohr hervorruft. Eine Folge davon ist eine Erhöhung des Span nungsabfalles im Rohr und eine gleichzeitig auftretende stärkere Erwärmung desselben, und zwar auf der der Gefässachse zugekehr ten Seite. Dort können namentlich bei grö sseren Gleichrichtern Zerstörungen der Schutzrohre, sowie der dort eingebauten ionenabsorbierenden Flächen eintreten, weil die den Lichtbogen verdrängende Kraft im Quadrate der Gesamtstromstärke. wächst.
Bei der Konstruktion von Gleichrichtern höherer Leistung ist es daher erforderlich, die Weite der Anodenschutzrohre übermässig gross zu wählen, um die unvollständige Aus nutzung des lichten Querschnittes wieder aus zugleichen. Eine derartige Erweiterung der Anodensöhutzrohre ist jedoch praktisch oft. nicht möglich.
Bei der Schaltung gemäss' der Erfindung. die mit von oben in den Gleichrichter ein tretender Kathodenleitung versehen ist, ist die Kathodenleitung geteilt und mit einem Zweig an der Kathode unmittelbar, mit dem andern Zweige an deren oberer Leitungs durchführung angeschlossen, und die Wider stände der Leitungszweige sind so bemessen, dass sie eine Regelung der beiden Zweig ströme nach verschiedenen Verhältnissen er möglichen.
In der Zeichnung ist als Ausführungs beispiel schematisch ein Gleichrichtergefäss g dargestellt mit der Kathode 1c und den Anoden a, die an eine in Stern geschaltete Transformatorsekundärwicklung s ange schlossen sind. Mit p ist die zugehörige Primärwicklung bezeichnet. Der Gleichrich ter speist ein Gleichstromnetz n: Die zur Aufnahme des Kompensationsstromes die nende Zuführungsleitung d steht mit dem Kathodenquecksilber und dem Flansch f in leitender Verbindung. Letzterer ist isoliert und auf dem Gefässdeckel luftdicht befestigt.
Zur Vermeidung eines Ansetzens der Ent ladung an der Leitung d kann diese noch mit einer isolierenden oder isolierten Schutz hülle i umgeben sein. An das aus leitendem Material bestehende Küthodengefäss k, das in bekannter Weise vom Gleichrichtergefäss isoliert isi, ist die eine Zweigleitung h an geschlossen.
Sie vereinigt sich mit der an dern Zweigleitung l.=, die mit dem Flansch f verbunden ist, zu einer zur positiven Sammel schiene des Netzes<I>n,</I> führenden Leitung<I>1.</I> Zur genaueren Einstellung des Teilverhält nisses der Zweigströme dient der Widerstand u, der entweder in den Leitungszweig 1-, wie in der Zeichnung angedeutet, oder in den Leitungszweig 1, geschaltet werden kann. Welche Schaltung jeweils die geeignetere ist. ergeben von Fall zu Fall die örtlichen Ver hältnisse.
Bei der neuen Schaltung wird die elektro dynamische Wirkung auf die Lichtbögen durch eine gleichgrosse, aber entgegengesetzt gerichtete kompensiert. In vorliegendem Falle soll die bereits bekannte Anordnung benutzt werden, in der die Stromzuführung zur Kathode mittelst einer von oben durch den Gleichrichterdeckel hindurch bis zum Kathodenquecksilber reichenden Leitung be werkstelligt wird. Gemäss der Erfindung wird bei dieser Anordnung jedoch nur ein Teil des Kathodenstromes durch die besagte Leitung geführt, während der Rest desselben durch eine unmittelbar an die Kathode an geschlossene Paralleitung fliesst.
Es lässt sich hierbei ein bestimmtes Teilungsverhältnis querschnitte i eie i ht durch und Wahl Längen, geeigneter unter Umständen Leitungs- 13 auch durch Einschaltung besonderer Wider standselemente erreichen.
Die Stromverzweigung gemäss der Er findung ist darin begründet, dass die Zu führung des gesamten Stromes von oben durch den Gleichriehterkessel hindurch im allgemeinen keine Besserung der Strom diehteverteilung im Anodenrohr ergibt. Diese ergibt vielmehr nur eine Überkompensation, also eine Konzentration des Lichtbogens an der der Gefässachse abgewendeten Seite des Anodenrohres, die meist noch ausgeprägter als die oben erwähnte Konzentration auf der ent gegengesetzten Seite (im unkompensierten Falle) ist.
Zur bestmöglichen Ausnutzung des lichten Querschnittes des Anodenrohres und zur Erzielung des geringsten Spannungs verlustes in diesem ist es infolgedessen er forderlich, den Kompensationsstrom in ein be- stimml es Verhältnis zu dem Lichtbogenstrom zu bringen. Und zwar nimmt man ein Ver hältnis, das abhängig ist von der Anoden schaltung, namentlich von der Zahl der pa rallel arbeitenden Anoden und deren Anord nung, sowie der gegenseitigen Einwirkung von nicht gleichphasigen Anodenströmen. Ferner ist, dieses Verhältnis abhängig von der Bauart des Gleichrichters, das heisst der Lichtbogenlänge, und den magnetischen Eigenschaften der umgebenden Wände.
Ein Gleichrichter mit 18 Anoden, von denen je drei am Umfang gleichmässig ver teilt parallel arbeiten, benötigt beispielsweise einen höheren Anteil am Gesamtstrom zur Kompensation als ein anderer mit 12 Ano- den, von denen nur 2, die sich am Umfange gegenüber stehen, gleichzeitig Strom führen. Die übrigen genannten Einflüsse spielen da gegen eine untergeordnete Rolle. Mit Hilfe von Temperatur- oder Ionisationsmessungen an oder im Anodenrohr kann man jeweils das günstigste Verhältnis des Kompensations stromes ermitteln, bei dem die Stromverdrän- gung im Rohrquerschnitt eine minimale wird.
Das ermittelte günstigste Verhältnis wird dann für alle Anlagen mit gleichen Betriebs- bedingungen fest eingehalten.