Verfahren zum Löschen eines brennenden Bogens in Gas- oder Dampfentladuugsgefässen. Es ist bereits bekannt, dass ein Licht bogen in seiner Bahn durch Raumladungs- schichten soweit eingeengt werden kann, dass er erlischt. Ferner ist bekannt. .dass ein Licht bogen bezw. eine lichtbogenartige Entladung durch Einengung seiner Bahn in Schwingun gen versetzt werden kann, derart, dass der Anodenstrom Maxima durchläuft.
Es hat sich nun gezeigt, dass diese Schwingungen im Falle der Einengung der Entladungsbahn durch Paumladungsschichten bezw. Ladungs- trägerentzug bei gleich grossen, durch Er höhen des innern Widerstandes der Ent-, ladungsbahn bewirkten, dauernden Verlusten eine grössere Amplitude annehmen können als bei rein mechanischer Einengung.
Diese Erscheinung wird nun nach der Erfindung zum Löschen des Bogens benutzt. Erfindungsgemäss wird der Bogen durch Entnahme von Ladungsträgern aus der Ent ladungsbahn mit Hilfe einer oder mehrerer vorzugsweise grossflächigen Hilfselektroden so stark in Schwingungen versetzt, dass der Anodenstrom Minima durchläuft, die ent weder selbst Nulldurchgänge sind oder doch so nahe an Nulldurchgängen liegen, dass zum Löschen des Lichtbogens negative Steuer spannungen von der Grössenordnung der Sperrspannungen genügen.
Während dieser Minima kann also, so weit diese nicht selbst zu Nulldurchgängen führen, leicht eine Löschung des Bogens mit tels des eigentlich an eine Spannung gelegten Steuergitters bewirkt werden. Dabei sind extrem hohe negative Steuerspannungen im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zur Lichtbogenlöschung nicht notwendig, .da sich der Bogen naturgemäss während der Anoden stromminima bedeutend leichter löschen lässt als das etwa bei einem gleichmässig fliessen den Anodenstrom möglich ist.
Beim Durchlaufen eines Minimums wird die Entladungsstromdichte so gering, dass sich die das Steuergitter umgebenden Raum- ladungsschichten von selbst stärker aue- dehnen und eine Unterbrechung des, Bogens herbeiführen, ohne dass das Gitter besonders stark negativ gemacht werden müsste.
Bei diesem neuen Verfahren genügen vielmehr zum Löschen Gitterspannungen von der Grö ssenordnung der Steuerspannungen, welche bei der eigentlichen Gittersteuerung die Gas- oder Dampfentladungsstrecken gesperrt hal ten, das heisst welche wohl ein Zünden der Entladung verhindern können, nachdem die Entladung aber einmal eingesetzt hat, im all gemeinen keinen weiteren Einfluss auf dieses mehr haben.
Ob der Entladungsbahn zum Einsetzen der Schwingungen durch Anlegen der Hilfs elektroden an eine negative oder eine posi tive Spannung positive oder negative La dungsträger entzogen werden, ist an sich ohne Belang. Zn beiden Fällen gerät der Bogen in Schwingungen. Zweckmässig ist es in vie len Fällen, zwei Hilfselektroden vorzusehen, von denen die eine an eine negative und die andere an eine positive Spannung gelegt wird. Der Entladungsbahn werden dann so wohl positive wie negative Ladungsträger entzogen.
In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, an Stelle einer oder zwei Hilfselektroden und des Steuergitters nur eine einzige Elektrode vorzusehen. Eine einzige Hilfselektrode braucht naturgemäss nur vorhanden zu sein, wenn die Schwingungen an sich schon zu Null .durchgängen führen, so dass der Bogen ohne besondere weitere Vorkehrungen erlischt und, wenn die Steuerspannung genügend negativ und die Entionisierung der Entladungsbahn genügend weit fortgeschritten ist, auch nicht wieder zündet.
Aber auch dann, wenn die Schwingungen des Bogens nicht unmittelbar zur Löschung führen, ist nicht unbedingt ein besonderes Steuergitter notwendig. Die ein zige vorgesehene Hilfselektrode zum Entzug der Ladungsträger muss dann nur im Au genblick,des Anodenstromminimums genügend negativ sein. Es bilden sich dann hier um diese Hilfselektrode anstatt um das Steuer- Bitter die die Löschung bewirkenden Raum- ladungsschichten aus.
Bei Quecksilberdampfgleichrichtern (mit Quecksilberkathode), bei denen die Anoden von Schutzrohren umgeben sind, können auch diese Schutzrohre als Hilfselektroden zum Entzug der Ladungsträger verwendet wer den, während das Steuergitter dann zum eigentlichen Löschen der Entladung durch Ausbildung von Raumladungsschichten um dieses Gitter dient.
Procedure for extinguishing a burning arc in gas or vapor discharge vessels. It is already known that an arc can be narrowed in its path by space charge layers to such an extent that it goes out. It is also known. .that a light arc or an arc-like discharge can be caused to oscillate by narrowing its path, in such a way that the anode current passes through maxima.
It has now been shown that these oscillations in the case of the narrowing of the discharge path by Paumladungsschichten BEZW. Charge carrier withdrawal with constant losses of the same size, caused by increasing the internal resistance of the discharge path, can assume a greater amplitude than with purely mechanical constriction.
This phenomenon is now used according to the invention to erase the arc. According to the invention, by removing charge carriers from the discharge path with the aid of one or more, preferably large-area auxiliary electrodes, the arc is set in vibration so strongly that the anode current passes through minima that are either zero crossings themselves or are so close to zero crossings that the Arc negative control voltages of the order of magnitude of the blocking voltages are sufficient.
During these minima, so far as they do not themselves lead to zero crossings, the arc can easily be deleted by means of the control grid actually connected to a voltage. In contrast to the known methods for extinguishing arcs, extremely high negative control voltages are not necessary, since the arc is naturally much easier to extinguish during the anode current minima than is possible with a steady anode current.
When passing through a minimum, the discharge current density becomes so low that the space charge layers surrounding the control grid expand more by themselves and cause an interruption of the arc without the grid having to be made particularly negative.
With this new method, grid voltages of the order of magnitude of the control voltages, which keep the gas or vapor discharge paths blocked during the actual grid control, are sufficient for extinguishing, i.e. which can prevent the discharge from igniting, but after the discharge has started once generally have no further influence on this.
Whether positive or negative charge carriers are withdrawn from the discharge path for the onset of the vibrations by applying the auxiliary electrodes to a negative or a positive voltage is in itself irrelevant. In both cases the bow begins to vibrate. It is useful in many cases to provide two auxiliary electrodes, one of which is connected to a negative voltage and the other to a positive voltage. Both positive and negative charge carriers are then withdrawn from the discharge path.
In certain cases it is advantageous to provide only a single electrode instead of one or two auxiliary electrodes and the control grid. Naturally, a single auxiliary electrode only needs to be present if the oscillations in themselves lead to zero crossings, so that the arc extinguishes without any special further precautions and, if the control voltage is sufficiently negative and the deionization of the discharge path is sufficiently advanced, not either re-ignites.
But even if the vibrations of the arc do not lead directly to extinction, a special control grid is not absolutely necessary. The only auxiliary electrode provided for withdrawing the charge carriers then only has to be sufficiently negative at the moment of the anode current minimum. The space charge layers causing the extinction are then formed around this auxiliary electrode instead of around the control bitter.
In the case of mercury vapor rectifiers (with a mercury cathode) in which the anodes are surrounded by protective tubes, these protective tubes can also be used as auxiliary electrodes to remove the charge carriers, while the control grid is then used to actually extinguish the discharge by forming space charge layers around this grid.