Anordnung zur Löschung eines in einem Vakuumentladungsgefäss brennenden Lichtbogens. Die Erfindung bezweckt, einen Licht bogen, der in einem Vakuumentladungs- gefäss, beispielsweise einem Quecksilber dampfentladungsgefäss, brennt, zu einem be stimmten, wählbaren Zeitpunkt zu löschen. Es sind Steuerungsanordnungen bekannt, bei denen mit Hilfe eines Gitters, das heisst mit Hilfe einer zwischen den beiden Hauptelek- tzoden Anode und Kathode angeordneten Hilfselektrode, der Zeitpunkt der Zündung des Lichtbogens gesteuert werden kann, bei denen aber nach dem Entstehen des Licht bogens das Gitter wirkungslos ist.
Der Grund. für diese Erscheinung liegt darin, da-ss sich um das an eine negative Sperrspannungs- quelle angeschlossene Gitter eine positive dünne Ionenhaut bildet, welche die elek- trisehe Wirkung des G;tters nach aussen hin völlig abschirmt.
Nach der Erfindung wird die Spannungs quelle, welche einer zwischen den beiden Hauptelektroden (Anode und Kathode) des Entladungsgefässes angeordneten Hilfselek trode (Gitter) die Löschspannung zuführt, derart ausgebildet, dass die von ihr erzeugte Löschspannung der Hilfselektrode innerhalb einer Zeit von höchstens 10-7 bis 10-9 Sek.
zugeführt wird. Ein besonders zweckmässiges Mittel zur Erzeugung der Löschspannung be steht darin"dass das Gitter über eine Funken strecke an eine Spannungsquelle an"#"eschlos- sen ist, mit der ein kurzer Spannungsstoss er zeugt werden kann. Die Höhe ,der dem Git ter zugeführten Spannung ist bei dieser An ordnung mindestens gleich ,der Durchschlags spannung der Funkenstrecke, die bei gerin gem Elektrodenabstand etwa 1000 Volt be trägt, bei grösserem Elektrodenabstand da gegen Werte von mehreren tausend Volt an nehmen kann.
Die dem Gitter zugeführte Löschspannung ist bei der Anordnung nach der Erfindung erheblich grösser als die bis her bei gittergesteuerten Lichtbogenentla- duugsgefässen zur Verhinderung der Zün- dung angewendeten Sperrspannungen, die etwa 50 bis 25,0 Volt betragen. Die Zeit, die für .den Durchbruch einer Funkenstrecke erforderlich ist, beträgt nach bekannten Un tersuchungen etwa 10-7 bis 10-9 Sek., die Löschspannung wird der Hilfselektrode bei dieser Anordnung also innerhalb einer Zeit von höchstens 10-7 bis 10-9 Sek. zugeführt.
Die Erfindung beruht auf der Erkennt nis, dass für die Bildung der die negativen Gitterstäbe umgebenden positiven Ionenhaut eine bestimmte, wenn auch kurze Zeit er forderlich ist. Führt man gemäss der Erfin dung in der sehr kurzen Zeit von etwa 10r-7 bis 10-9 Sek. dem Gitter die Sperrspan nung zu, so hat das Lichtbogenplasma andere Eigenschaften als im stationären Zustand. Offenbar werden dabei viel weiter reichende Gitterwirkungen erzielt, als es beim lang samen Anlegen .der Gitterspannungen bisher möglich war. Der Lichtbogen erlischt bereits, bevor sich die positive Ionenhaut bildet.
Die Stromaufnahme des Gitters, das heisst das Produkt aus Strom und Zeit, ist während dieser Zeit sehr gering.
Die nach :der Erfindung angewendeten -verhältnismässig hohen Gitterspannungen können nicht zu Störungen führen, weil die extrem rasch zugeführte Spannung fast eben so rasch wieder entfernt werden kann. Der hohe Spannungsstoss kann dabei einer nega tiven Sperrspannung, wie sie zur Verhin derung der Zündung des Lichtbogens beiden bekannten Entladungsgefässen üblich ist, überlagert werden. Diese Sperrspannung kann entweder gleichzeitig mit dem hohen Spannungsstoss oder schon vorher an das Gitter angelegt werden. Sie verhindert die Wiederzündung des Bogens nach der durch den hohen Spannungsstoss bewirkten Lö schung.
Die zur Löschung des Lichtbogens die nende Spannung kann dadurch erzeugt wer den, dass ein kleiner Kondensator über einen Gleichrichter vorgeladen wird, oder mit Hilfe einer Influenzmaschine oder durch den Span nungsstoss eines Induktors oder durch einen kleinen Hilfstransformator. Diese Spannung wird dann über eine Funkenstrecke, die mit einer gesteuerten oder ungesteuerten Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsentladung arbeiten kann, dem Gitter :der zu löschenden Ent ladungsstrecke, beispielsweise .dem Gitter eines zu steuernden Lichtbogengleichrichters, zugeführt.
Versuche haben gezeigt, dass die Spannung nach verhältnismässig kurzer Zeit wieder zu Null gemacht werden kann. Es ist zweckmässig, dass einem die Löschspan- nung liefernden Kondensator eine Induk tionsspule parallel geschaltet wird, bezw. :dass einer die Löschspannung liefernden Induk- tivität, beispielsweise der Sekundärwicklung eines Induktors, ein Kondensator parallel ge schaltet wird.
In beiden Fällen wird erreicht, dass die über die Funkenstrecke dem Gitter zugeführte Entladung etwas länger dauert als erforderlich ist, um !das Gitter auf das für die Lichtbogenlöschung erforderliche Poten tial zu bringen. Es wird dann durch -den in extrem kurzer Zeit zugeführten Lösch- spannungsstoss der Lichtbogenstrom unter brochen und durch das nach :diesem Stoss noch etwas länger bestehen bleibende Gitterpoten tial die Beseitigung von Restladungen (Ent- ionisierung) bewirkt und die Wiederzündung verhindert.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele der Schaltanordnung .darge stellt, mit der die Lichtbogenlöschung nach der Erfindung durchgeführt werden kann. Fig. 1 zeigt ein Quecksilberdampfentladungs- gefäss 1, .das über einen als Widerstand dar gestellten Verbraucher 2 an eine Stromquelle 3 angeschlossen ist. Als Stromquelle ist eine Gleichstromquelle gezeichnet. Die Schaltung kann aber auch für Wechselstromkreise an gewendet werden.
Zwischen den beiden Hauptelektroden des Entladungsgefässes 1 ist ein Gitter 4 angeordnet, welches über eine Funkenstrecke 5 und einen Kondensator 6 mit der Kathode verbunden ist. Der Konden sator 6 wird über einen Induktor 'l auf die für den Durchbruch der Funkenstrecke 5 er forderliche hohe Spannung aufgeladen. Der Schalter 8 im Primärkreis des Induktors be- stimmt den Zeitpunkt der Löschung des Lichtbogens.
Der Verlauf des Steuervorganges, bei dem gemäss .der Erfindung plötzlich eine hohe Spannung an das Gitter eines Gas- oder Dampfentladungsgefässes gelegt wird, hängt, wie Untersuchungen der Vorgänge gezeigt haben, weitgehend von,dem Aufbaudes gan zen Stromkreises ab, und zwar wegen des elektrischen Stosses, den das System erhält. Durch Hinzufügen oder Fortnehmen von Wi derständen, Induktivitäten oder Kapazi täten kann der Verlauf des Vorganges stark beeinflusst werden.
Solche Änderungen können indem Strom kreis vorgenommen werden, in den der zu löschende Lichtbogen bezw. das Lichtbogen entladungsgefäss geschaltet ist. In diesem Stromkreis können beispielsweise in der Nähe einer der Hauptelektroden, bei der Schaltung der Fig. 1 also in die Nähe .der Anode des Entladungsgefässes '1 oder in die Nähe der Kathode des Gefässes, Induktivi- täten oder Widerstände eingeschaltet wer den. Induktivitäten oder Widerstände, die aus andern Gründen in dem Stromkreis be reits vorhanden sind, können vorteilhaft durch Kapazitäten überbrückt. werden, denen auch noch Widerstände zugeschaltet sein können.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist es demnach vorteilhaft, den Widerstand 2 oder eine an dieser Stelle im Belastungsstromkreis liegende Induktivität durch einen Kondensator zu überbrücken.
Vielfach ist es vorteilhaft, den an das Entladungsgefäss angeschlossenen Belastungs stromkreis, mithin den Widerstand 2 in der Schaltung nach Fig. 1, durch Impedanzen zu überbrücken. Als solche kommen ohm- sche Widerstände, Induktivitäten und Kapa zitäten in Betracht, gegebenenfalls aber auch Funkenstrecken und Gleichrichter. Die Wahl dieser Impedanzen richtet sich nach der Art des Stromkreises, in den das zu löschende Entladungsgefäss geschaltet ist, und kann durch Versuche ermittelt werden.
Als vorteilhaft haben sieh ferner zu.sätz- liehe Schalfanordnungen erwiesen, die zum Stromkreis des Steuergitters gehören.
Das Steuergitter, dem der zur Licht bogenlöschung dienende Spannungsstoss zuge führt wird, kann über Impedanzen mit der Anode oder der Kathode des Entladungs gefässes verbunden werden. Als Impedanzen kommen -dabei ohrnsche Widerstände, Induk- tivitäten, Kapazitläten oder aber auch Funkenstrecken oder Gleichrichter in Be tracht. Die Wahl der Impedanzen richtet sich auch hier nach der Art des .Stromkreises, in dem das zu löschende Entladungsgefäss liegt, und nach der Art der Schaltung, die für den Gitterkreis gewählt wird.
Eine ka- pazitive Verbindung zwischen Gitter und Anode sorgt .dafür, dass ein dem Gitter zu geführter negativer Spannungsstoss sich auf die Anode überträgt und deren Potential erniedrigt. Die Löschwirkung wird dadurch unterstützt. Eine Widerstandsverbindung zwischen Gitter und Anode wirkt als Dämp- fungsmittel gegen Schwingungserscheinun gen, .die nach dem Löschspannungsstoss auf treten und zur Wiederzündung des Licht bogens führen können.
Zwischen dem Gitter und der Kathode können vorteilhaft eine Vorspannungsquelle, beispielsweise eine Batterie und ein Wider stand, vorgesehen werden. Dadurch wird er reicht, dass der Spannungsstoss am Gitter nicht erheblich .gesenkt wird, sondern,dass das Gitter nach Abklingen des Spannungsstosses negativ gegen die Kathode vorgeladen bleibt. Die Widerstandsverbindung zwischen Gitter und Kathode hat die Wirkung, dass Schwin gungen gedämpft werden, und dass :dadurch die Gefahr der Wiederzündung des Licht bogens nach dem Löschen verhindert wird.
Eine Vorspannungsquelle kann auch mit der .die Stossspannung erzeugenden Spannungs quelle in Reihe geschaltet sein.
Die vorstehend erläuterten Schaltverbin dungen zwischen Gitter und Anode oder Gitter und Kathode können auch gleichzeitig angewendet werden. In beiden Verbindungs leitungen ist dabei die Einschaltung von hochohmigen Widerständen von wichtiger Bedeutung, weil dadurch störende freie Schwingungen nach :der Stromunterbrechung verhindert werden. Dem gleichen Ziel dienen auch entsprechend angeschlossene Kapazi täten.
In Fig. 2; ist ein Beispiel für eine solche Schaltanordnung dargestellt. Die mit Fig. 1 übereinstimmenden Teile sind mit .den glei chen Bezugsziffern versehen. Der Unter schied gegenüber Fig. 1 besteht darin, .dass das Gitter 4 über einen Kondensator 9 mit der Anode und über einen Widerstand 10 mit .der Kathode verbunden ist. An Stelle des Widerstandes 10 kann auch eine Kapazi tät verwendet werden.
Versuche haben er geben, dass die Löschwirkung auch dadurch verbessert werden kann, @dass das Gitter nicht mit der Kathode oder der Anode des Ent ladungsgefässes, sondern. mit einem andern Punkt des Belastungsstromkreises über Im pedanzen verbunden wird, beispielsweise mit ,dem Verbindungspunkt zwischen dem Wider stand 2- und der .Stromquelle 3 bei,der ,Schal tung nach Fig. 1. Die Art einer solchen Verbindung ist im Einzelfall durch Versuche zu ermitteln.
Eine weitere Verbesserung für die Lösch- wirkung besteht darin, dass Impedanzen zwi schen Anode und Kathode geschaltet werden. In .die diese Impedanzen enthaltende Verbin dungsleitung kann noch eine Funkenstrecke geschaltet werden, die in Abhängigkeit von bei der Löschung auftretenden Schwankungen der Anodenspannung :derart gesteuert wird, ,dass sie überschlägt.
Als Funkenstrecke eig nen sich hier besonders solche mit kleiner Ansprechspannung und Löschspannung, wie zum Beispiel gesteuerte und ungesteuerte Bogenentladungen in verdünnten Gasen und Dämpfen.
Ein Beispiel für diese Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. .3 dargestellt. Die Schaltanordnung dieser Figur unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, dass die Anode des Entladungsgefässes 1 über einen Kondensator 11 mit der Kathode verbunden ist. Zwischen .dem Kondensator und der Anode liegt ausser dem noch ein steuerbares Entladungsgefäss 12., dessen Steuergitter an einen Anzapf- punkt eines Widerstandes 13 angeschlossen ist.
Dieser Widerstand verbindet die Anode .des Entladungsgefässes 1 mit dessen Steuer gitter 4. Ein von der Gitterstossspannungs- quelle 5 bis,8 auf das Gitter 4 übertragener Spannungsstoss ändert ;die Potentialverteilung des Widerstandes 13 derart, dass die Ent ladungsstrecke 12 leitend gemacht und da durch die Verbindung zwischen der Anode des Entladungsgefässes 1 und dem Konden sator 11 hergestellt wird.
In der vorstehend genannten Form kann die Anode des zu löschenden Entladungs gefässes auch mit einem Abzweigpunkt eines Widerstandes verbunden werden, der zwi schen Gitter und Kathode liegt. Der Kon- densator 11 in Fig. 3' liegt dann nicht un mittelbar an der Kathode des Entladungs gefässes 1, sondern an einem Anzapfpunkt eines Widerstandes, der das Gitter 4 mit der Kathode verbindet.
Man kann auch zwischen Anode und Ka thode zwei Gruppen von Impedanzen in Reihe schalten und den Verbindungspunkt beider mit dem nicht an.das Gitter ange schlossenen Ende der .Spannungsquelle für .den Gitterspannungsstoss verbinden. Das Git ter kann dabei in der oben beschriebenen Weise mit der Anode verbunden sein, bei spielsweise über einen Kondensator oder einen Widerstand.
Ein Beispiel für diese Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Der Unterschied dieser Schaltanordnung gegen über Fig. 1 besteht darin, dass Anode und Kathode des Entladungsgefässes 1 über zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 14 und 15 miteinander verbunden sind. Zwischen diese beiden Kondensatoren ist der dem Steuergitter 4 abgewendete Pol -der Gitter spannungsquelle 5 bis 8 angeschlossen.
Es ist also die untere Belegung des Konden sators 6 mit dem Anschlusspunkt zwischen den beiden Kondensatoren 1.4 und 1,5 ver bunden. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, dass die Gefahr der Wiederzündung des gelöschten Lichtbogens beseitigt wird. Vielfach kann, wie durch Versuche fest gestellt wurde, die Löschwirkung verbessert und die Gefahr der Wiederzündung verhin dert werden, wenn der nicht an das Gitter an geschlossene Pol der Gitterspannungsquelle nicht direkt an die Kathode angeschlossen,
sondern mit einem andern Punkt des Licht bogenstromkreises verbunden und von der Ka thode durch Spulen oder Widerstände ge trennt ist. Diese Trennung kann entweder dadurch erreicht werden, dass das freie Ende der Gitterspa.nnungsquelle an einen nicht di rekt mit der Kathode in Verbindung stehen den Punkt des Lichtbogenstromkreises, bei spielsweise an die Anode des Entladungs- efässes, angeschlossen wird oder dadurch, g<B>p</B> dass zwischen das freie Ende und die Ka thode eine Spule geschaltet wird, die auch ganz oder zum Teil durch Kondensatoren und eventuell auch Widerstände überbrückt werden kann.
Ein Beispiel für die Verbindung des nicht am Gitter liegenden Pols der Gitter spannungsquelle mit der Anode :des Ent ladungsgefässes ist in Fig. 5 dargestellt. Das freie Ende der Gitterspannungsquelle 5 bis 8, das heisst die der Funkenstrecke 5 abgewen dete Belegung des Kondensators ,6, ist in :die ser Schaltung nicht an die Kathode, sondern an einen andern Punkt des Lichtbogenstrom- kreises, in ,diesem Falle an die Anode, ange schlossen. In die Verbindungsleitung zwi schen der Anode des Entladungsgefässes 1 und dem Verbraucherwiderstand 2 ist bei dieser Schaltung noch eine Induktivität 17 geschaltet, die durch einen Kondensator 18 mit Widerstand 19 überbrückt ist.
Diese Einfügung eines Schwingungskreises hat die Wirkung, dass bei einer durch den Löschspannungsstoss bewirkten Absenkung der Anodenspannung auch Jas Potential des an der Anode liegenden Punktes des Schwin gungskreises sinkt, und dass dieser Punkt dann nicht so schnell wieder auf die volle Spannung .gelangen und dadurch eine uner wünschte Wiederzündung des Lichtbogens herbeiführen kann.
Es sei noch erwähnt, dass zu den Funken- strecken 5 in den Fig. 1 bis 5 ein Xoncien- sator parallel geschaltet werden kann, der dafür sorgt, .dass die Entladung des in diesen Figuren mit .6 bezeichneten Kondensators etwas länger aufrecht erhalten wird.
Eine weitere Verbesserung der Lösch- wirkung lässt sich dadurch erzielen, dass mit Kondensatoren,,die zum Steuerkreis gehören, gleichrichtende Elemente in Reihe geschaltet werden, umdauernde Restladungen auf diese Kondensatoren zu bringen. Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 2 kann zu dem Zweck ein Gleichrichter zwischen die Fun kenstrecke 5 und den Anschlusspunkt .des Kondensators 9 an das .Steuergitter 4 ge schaltet wenden.
Dieser Gleichrichter ver hindert :das Rückströmen von Ladungen, die über die Funkenstrecke 5 auf das Steuer gitter 4 und den Kondensator 9 gebracht sind.
Eine weitere Möglichkeit der Verbesse rung der Löschwirkung besteht darin, dass die Anode der zu löschenden Entladungs strecke über Impedanzen mit dem -von dem Gitter abgewendeten Pol der Gitterstossspan- nungsquelle verbunden wird.
Ein Ausfüh rungsbeispiel für diese Schaltverbindung kann darin bestehen, dass bei der .Schaltung nach Fig. 1 die untere Belegung des Konden- satom 6 bezw. der nicht an der Funken strecke 5 liegende Verbindungspunkt zwi schen .dem Kondensator 6 und dem Induktor 7 über einen Kondensator und einen dazu parallel geschalteten Widerstand an die Anode der Entladungsstrecke 1 angeschlos sen ist.
Die zwischen Gitterspannungsquelle und Gitterelektrode geschaltete Funkenstrecke (Funkenstrecke 5 in Fig. 1) wird vorteilhaft so gewählt, dass ihre Löschspannung wesent lich kleiner ist. als die Durchschlagsspan- nung. Der Löschspannungsstoss wird dann mit grosser Geschwindigkeit dem Gitter zu geführt, die Gitteraufladung bleibt aber etwas länger erhalten, und die Gefahr der Rückzündung ist vermindert.
Die Erfindung kann auch für Ent ladungsstrecken angewendet werden, bei denen zwischen Anode und Kathode mehrere Gitterelektroden angeordnet sind. Diese Elek troden können alle gleichzeitig an -die Gitter spannungsquelle angeschlossen werden, es kann aber auch nur einem Teil der Gitter elektroden ein ,Spannungsstoss zugeführt wer den.
Die Löschwirkung kann noch dadurch verbessert werden, dass den Gitterelektroden kurz nacheinander mehrere Spannungsstösse zugeführt werden. Zu dem Zwecke kann eine Hochfrequenzgitterspannungsquelle angewen- d@et werden, oder es .können zwischen Gitter und Gitterspannungsquelle rotierende Unter brecher geschaltet sein.
Arrangement for extinguishing an arc burning in a vacuum discharge vessel. The aim of the invention is to extinguish an arc that is burning in a vacuum discharge vessel, for example a mercury vapor discharge vessel, at a specific, selectable point in time. Control arrangements are known in which the time of the ignition of the arc can be controlled with the aid of a grid, that is to say with the aid of an auxiliary electrode arranged between the two main electrodes, anode and cathode, but in which the grid is activated after the arc has arisen is ineffective.
The reason. The reason for this phenomenon is that a positive, thin ionic skin is formed around the grid connected to a negative reverse voltage source, which completely shields the electrical effect of the god from the outside.
According to the invention, the voltage source which supplies the extinguishing voltage to an auxiliary electrode (grid) arranged between the two main electrodes (anode and cathode) of the discharge vessel is designed in such a way that the extinguishing voltage generated by it of the auxiliary electrode within a time of at most 10-7 up to 10-9 sec.
is fed. A particularly useful means of generating the extinguishing voltage is "that the grid is connected to a voltage source" # "via a spark gap, with which a short voltage surge can be generated. The level of the voltage supplied to the grid is at least the same in this arrangement, the breakdown voltage of the spark gap, which is around 1000 volts with a small electrode spacing, and values of several thousand volts with a larger electrode spacing.
In the arrangement according to the invention, the extinguishing voltage supplied to the grid is considerably higher than the blocking voltages used up to now in grid-controlled arc discharge vessels to prevent ignition, which are approximately 50 to 25.0 volts. The time required for the breakdown of a spark gap is, according to known studies, about 10-7 to 10-9 seconds, the extinguishing voltage of the auxiliary electrode in this arrangement is therefore within a time of at most 10-7 to 10-9 Sec. Fed.
The invention is based on the knowledge that for the formation of the positive ion skin surrounding the negative lattice bars, a certain, albeit short, time is required. According to the invention, if the blocking voltage is applied to the grid in the very short time of about 10-7 to 10-9 seconds, the arc plasma has different properties than in the steady state. Obviously, much more far-reaching grid effects are achieved than was previously possible with the slow application of the grid voltages. The arc is extinguished before the positive ion skin forms.
The power consumption of the grid, i.e. the product of power and time, is very low during this time.
The relatively high grid voltages used according to the invention cannot lead to disturbances because the extremely rapidly applied voltage can be removed again almost as quickly. The high voltage surge can be superimposed on a negative reverse voltage, as is customary in both known discharge vessels to prevent the ignition of the arc. This reverse voltage can either be applied to the grid at the same time as the high voltage surge or beforehand. It prevents reignition of the arc after the extinction caused by the high voltage surge.
The voltage needed to extinguish the arc can be generated by precharging a small capacitor via a rectifier, or with the help of an induction machine or with the voltage surge of an inductor or with a small auxiliary transformer. This voltage is then fed via a spark gap, which can work with a controlled or uncontrolled gas, vapor or liquid discharge, to the grid: the discharge path to be quenched, for example the grid of an arc rectifier to be controlled.
Tests have shown that the voltage can be made zero again after a relatively short time. It is expedient that an induction coil is connected in parallel to a capacitor supplying the quenching voltage, respectively. : that an inductance supplying the extinction voltage, for example the secondary winding of an inductor, a capacitor is connected in parallel.
In both cases it is achieved that the discharge fed to the grid via the spark gap takes a little longer than is necessary to bring the grid to the potential required for arc extinction. The arc current is then interrupted by the extinguishing voltage surge which is supplied in an extremely short time, and the grid potential that persists for a little longer after this surge causes the elimination of residual charges (deionization) and prevents reignition.
In the drawing, several exemplary embodiments of the switching arrangement are .darge provides with which the arc extinguishing according to the invention can be carried out. 1 shows a mercury vapor discharge vessel 1, which is connected to a power source 3 via a consumer 2 provided as a resistor. A direct current source is drawn as the current source. The circuit can also be used for AC circuits.
A grid 4 is arranged between the two main electrodes of the discharge vessel 1, and is connected to the cathode via a spark gap 5 and a capacitor 6. The capacitor 6 is charged via an inductor 'l to the high voltage required for the breakdown of the spark gap 5. The switch 8 in the primary circuit of the inductor determines the time at which the arc is extinguished.
The course of the control process, in which, according to the invention, a high voltage is suddenly applied to the grid of a gas or vapor discharge vessel, depends, as investigations of the processes have shown, largely on the structure of the entire circuit, namely because of the electrical Shock that the system receives. The course of the process can be greatly influenced by adding or removing resistors, inductances or capacities.
Such changes can be made by the circuit in which the arc to be extinguished BEZW. the arc discharge vessel is switched. In this circuit, for example, in the vicinity of one of the main electrodes, i.e. in the vicinity of the anode of the discharge vessel 1 or in the vicinity of the cathode of the vessel in the circuit of FIG. 1, inductivities or resistors can be switched on. Inductances or resistances that are already present in the circuit for other reasons can advantageously be bridged by capacitances. to which resistors can also be connected.
In the circuit shown in FIG. 1, it is therefore advantageous to bridge the resistor 2 or an inductance located at this point in the load circuit by a capacitor.
In many cases it is advantageous to bridge the load circuit connected to the discharge vessel, and consequently the resistor 2 in the circuit according to FIG. 1, by means of impedances. As such, ohmic resistances, inductances and capacities come into consideration, but possibly also spark gaps and rectifiers. The choice of these impedances depends on the type of circuit in which the discharge vessel to be extinguished is connected and can be determined through experiments.
Additional sleeping arrangements that belong to the circuit of the control grid have also proven advantageous.
The control grid, which is supplied with the voltage surge used to extinguish the arc, can be connected to the anode or cathode of the discharge vessel via impedances. As impedances, ohrnian resistances, inductivities, capacitances or even spark gaps or rectifiers come into consideration. The choice of impedances depends on the type of circuit in which the discharge vessel to be extinguished is located and on the type of circuit selected for the grid circuit.
A capacitive connection between grid and anode ensures that a negative voltage surge applied to the grid is transferred to the anode and its potential is reduced. This supports the extinguishing effect. A resistance connection between the grid and anode acts as a damping means against vibration phenomena that occur after the extinguishing voltage surge and can lead to the re-ignition of the arc.
A bias voltage source, for example a battery and a resistor, can advantageously be provided between the grid and the cathode. This means that the voltage surge on the grid is not significantly reduced, but that the grid remains negatively precharged against the cathode after the voltage surge has subsided. The resistance connection between the grid and the cathode has the effect of damping vibrations and that: This prevents the risk of the arc re-igniting after extinguishing.
A bias voltage source can also be connected in series with the voltage source generating the surge voltage.
The switching connections between grid and anode or grid and cathode explained above can also be used simultaneously. The activation of high-ohmic resistors in both connection lines is important because this prevents disturbing free oscillations after the power interruption. Correspondingly connected capacities also serve the same purpose.
In Fig. 2; an example of such a switching arrangement is shown. The parts corresponding to FIG. 1 are provided with .den same reference numbers. The difference compared to FIG. 1 is that the grid 4 is connected to the anode via a capacitor 9 and to the cathode via a resistor 10. Instead of the resistor 10, a capacity can also be used.
Tests have shown that the extinguishing effect can also be improved by not having the grid with the cathode or the anode of the discharge vessel, but with. is connected to another point of the load circuit via Im pedanzen, for example, with the connection point between the opposing position 2 and the .Stromquelle 3 in the, circuit according to Fig. 1. The type of such connection is in individual cases through experiments determine.
Another improvement for the extinguishing effect is that impedances are switched between the anode and cathode. In the connection line containing these impedances, a spark gap can also be connected, which is controlled in such a way that it flashes over as a function of fluctuations in the anode voltage that occur during quenching.
Spark gaps with low response voltage and extinction voltage are particularly suitable, such as controlled and uncontrolled arc discharges in dilute gases and vapors.
An example of this embodiment of the invention is shown in FIG. The circuit arrangement of this figure differs from FIG. 1 in that the anode of the discharge vessel 1 is connected to the cathode via a capacitor 11. Between the capacitor and the anode there is also a controllable discharge vessel 12, the control grid of which is connected to a tapping point of a resistor 13.
This resistor connects the anode of the discharge vessel 1 with its control grid 4. A voltage surge transmitted from the grid surge voltage source 5 to 8 to the grid 4 changes the potential distribution of the resistor 13 in such a way that the discharge path 12 is made conductive and there through the connection between the anode of the discharge vessel 1 and the capacitor 11 is established.
In the above-mentioned form, the anode of the discharge vessel to be extinguished can also be connected to a branch point of a resistor which is located between the grid and the cathode. The capacitor 11 in FIG. 3 'then does not lie directly on the cathode of the discharge vessel 1, but on a tap point of a resistor which connects the grid 4 to the cathode.
You can also connect two groups of impedances in series between the anode and cathode and connect the connection point of the two with the end of the .voltage source for .the grid surge that is not connected to the grid. The grid can be connected to the anode in the manner described above, for example via a capacitor or a resistor.
An example of this embodiment of the invention is shown in FIG. The difference between this switching arrangement and FIG. 1 is that the anode and cathode of the discharge vessel 1 are connected to one another via two capacitors 14 and 15 connected in series. Between these two capacitors, the pole facing away from the control grid 4 is connected to the grid voltage source 5 to 8.
So it is the lower assignment of the capacitor 6 with the connection point between the two capacitors 1.4 and 1.5 a related party. The advantage of this circuit is that it eliminates the risk of re-ignition of the extinguished arc. In many cases, as has been established through experiments, the extinguishing effect can be improved and the risk of reignition can be prevented if the pole of the grid voltage source that is not connected to the grid is not connected directly to the cathode,
but connected to another point of the arc circuit and ge from the Ka method by coils or resistors is separated. This separation can be achieved either by connecting the free end of the grid voltage source to a point of the arc circuit that is not directly connected to the cathode, for example to the anode of the discharge vessel, or by g <B > p </B> that a coil is connected between the free end and the cathode, which can also be wholly or partly bridged by capacitors and possibly also resistors.
An example of the connection of the pole of the grid voltage source not lying on the grid with the anode: the discharge vessel is shown in FIG. The free end of the grid voltage source 5 to 8, that is, the assignment of the capacitor 6 facing away from the spark gap 5, is in: this circuit not to the cathode, but to another point of the arc circuit, in this case to the Anode, connected. In the connection line between the anode of the discharge vessel 1 and the consumer resistor 2, an inductance 17 is connected in this circuit, which is bridged by a capacitor 18 with resistor 19.
This insertion of an oscillation circuit has the effect that if the anode voltage is lowered by the extinguishing voltage surge, the potential of the point of the oscillation circuit at the anode also falls, and that this point then does not return to full voltage as quickly and thus a unwanted re-ignition of the arc can cause.
It should also be mentioned that an Xoncienator can be connected in parallel to the spark gaps 5 in FIGS. 1 to 5, which ensures that the discharge of the capacitor denoted by .6 in these figures is maintained for a little longer .
A further improvement in the quenching effect can be achieved by connecting rectifying elements in series with capacitors belonging to the control circuit in order to bring permanent residual charges to these capacitors. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a rectifier between the spark gap 5 and the connection point of the capacitor 9 to the control grid 4 can be used for this purpose.
This rectifier prevents ver: the reverse flow of charges that are brought over the spark gap 5 to the control grid 4 and the capacitor 9.
Another possibility for improving the extinguishing effect is that the anode of the discharge path to be extinguished is connected via impedances to the pole of the grid surge voltage source facing away from the grid.
An exemplary embodiment for this circuit connection can consist in the fact that in the circuit according to FIG. 1, the lower assignment of the condensate 6 respectively. the connection point between the capacitor 6 and the inductor 7, which is not located on the spark gap 5, is connected to the anode of the discharge path 1 via a capacitor and a resistor connected in parallel to it.
The spark gap (spark gap 5 in FIG. 1) connected between grid voltage source and grid electrode is advantageously chosen so that its extinguishing voltage is significantly smaller. than the breakdown voltage. The extinguishing voltage surge is then fed to the grid at high speed, but the grid charge remains a little longer and the risk of re-ignition is reduced.
The invention can also be used for discharge paths in which a plurality of grid electrodes are arranged between the anode and cathode. These electrodes can all be connected to the grid voltage source at the same time, but a voltage surge can also only be supplied to some of the grid electrodes.
The extinguishing effect can be further improved by applying several voltage surges to the grid electrodes in quick succession. For this purpose, a high-frequency grid voltage source can be used, or rotating interrupters can be connected between the grid and grid voltage source.