Vorrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre. Es wurde schon vorgeschlagen eine Vor richtung mit einer gasgefüllten Entladungs röhre mit Niederfrequenzstrom aus einer Wechselstromquelle zu speisen, wobei die Stromquelle zwei Klemmen besitzt,
zwischen denen in Reihenschaltung mit der erwähnten Entladungsröhre eine Selbstinduktion und eine .Kapazität liegt und diese Selbstinduk tion und Kapazität derart zu dimensionieren, dass, nachdem der beim Betrieb durch die Reihenschaltung von Entladungsröhre, Selbstinduktion und Kapazität fliessende Strom den Nullwert erreicht hat,
das heisst wenn die Entladung erloschen ist (was be kanntlich zweimal in jeder Periode der Fall ist), die Kapazität auf eine so hohe Spannung aufgeladen ist, dass die Wiederzündung der Entladung in der nächsten halben Periode durch die Spannung der Kapazität erleich tert wird. Die Kapazität und Selbstinduktion können derart bemessen werden, dass das Zeitintervall zwischen dem Erlöschen und der Wiederzündung der Entladung sehr kurz ist.
Die Dimensionen können sogar derart gewählt werden, dass sofort nach dem Er löschen der Entladung zwischen den -Elek troden der Röhre wieder eine Spannung herrscht, die gleich der Wiederzündspannung ist oder diese übersteigt.
In vielen Fällen ist eine der Klemmen der Wechselstromquelle, aus der die Röhre ge speist wird und welche Quelle z. B. aus einem gewöhnlichen Leitungsnetz bestehen kann, geerdet. In der obenbeschriebenen Vor richtung kann nun die Leitung, welche die Kapazität mit der Selbstinduktion verbindet, eine hohe effektive Spannung in bezug auf die Erde haben. Die Höhe dieser Spannung hängt davon ab, welche Klemme geerdet ist.
Da in der Praxis der Anschluss der Vor richtung an die beiden Klemmen nicht immer in derselben Weise geschieht, hat man stets dem ungünstigsten Fall Rechnung zu tragen. Die effektive Spannung der Verbin- dung zwischen Kapazität und Selbstinduk tion in bezug auf Erde kann denn auch unter Umständen so hoch sein, dass sie eine beson dere Isolation erforderlich macht, oder dass deren Isolation gegen die gesetzlichen Vor- schriften verstösst.
Die Erfindung ermöglicht, die effektive Spannung der Verbindung zwischen Kapa zität und Selbstinduktion gegen Erde da durch zu verringern, dass wenigstens eine von diesen beiden unterteilt ist und die Teil elemente derart in Reihe geschaltet sind, dass zwei gleichartige Elemente durch ein anders artiges Element getrennt sind.
Um die Höchstspannung, welche die Zu leitungen zu der Entladungsröhre und ins- besondere die Kontakte der Fassung, in der die Entladungsröhre eingesetzt ist, in bezug auf Erde aufweisen können, zu verringern, ist es vorteilhaft, im Falle, dass die Kapazi tät unterteilt ist, auf jeder Seite der Ent ladungsröhre einen Teil dieser Kapazität ein zuschalten.
Unter gasgefüllten Entladungsröhren werden hier nicht nur mit einem oder meh reren Gasen gefüllte Entladungsröhren ver standen, sondern auch , Röhren, die mit Dampf oder einem Gasdampfgemisch ver sehen sind.
Die Erfindung wird anhand der Zeich nung näher erläutert.
Fig. 1 stellt schematisch eine bekannte Vorrichtung dar, während die Fig. 2 bis 5 schematisch einige Ausfüh rungsbeispiele der Vorrichtung gemäss der Erfindung darstellen.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung zeigt eine Gasentladungsröhre 1, z. B. eine Na trium- oder Quecksilberdampfentladungs- röhre, das heisst eine Röhre, in der die Ent ladung beim normalen Betrieb in Natrium-, bezw. Quecksilberdampf stattfindet, und die in der Regel neben dem Dampf auch ein Edelgas enthält.
Dieses Edelgas dient dann zur Einleitung der Entladung zwischen den festen Glühelektroden der Röhre. Die Ent ladungsröhre 1, die zum Beispiel zum Aus senden von Strahlen, wie sichtbarem Licht oder ultravioletten Strahlen dient; wird aus der Wechselstromquelle 2, zum Beispiel aus einem Leitungsnetz von 220 Volt und 50 Per. gespeist. In Reihe mit der Röhre 1 sind die aus einer Drosselspule mit Eisenkern be stehende Selbstinduktion 3 und der Konden sator 4 geschaltet.
In einem bestimmten Fall war die Kapazität 4,4 Mierofarad und die Selbstinduktion 1,4 Henry; so dass die Kapa zität und die Selbstinduktion zusammen eine kapazitive Vorschaltimpedanz der Entla dungsröhre 1 bildeten.
Im allgemeinen ist eine der beiden Klem men 5, 6 des Netzes 2 geerdet; man weiss nun im voraus niemals mit Bestimmtheit, in welcher Weise die Vorrichtung an die beiden Klemmen angeschlossen wird. Es ist damit zu rechnen, dass die effektive Spannung der Verbindungsleitung 7 zwischen der Kapa zität 4 und der Selbstinduktion 3 in bezug auf Erde ,gross sein kann.
Falls zum Beispiel durch Versagen der Entladungsröhre oder Herausnehmen der Röhre aus der Fassung, der Stromkreis bei durchgehendem Strom zufällig gerade im Moment wo die Kapazität 4 auf ihre Höchst- spannung aufgeladen ist, unterbrochen wird, so verbleibt im Falle, dass eine der Klemmen 5, 6 geerdet ist, auf der Leitung 7, und da durch auch auf einer Zuleitung zu der Ent ladungsröhre,
also auf einem Kontakt der Fassung eine hohe Spannung in bezug auf Erde. Dieser bei Erdung der Klemme 6 auf tretende Wert der Spannung ist im Maxi.- mum. gleich der Summe der Kondensator spannung und des Höchstwertes der Span nung der Stromquelle 2, indem nach er folgter Unterbrechung des Stromkreises der die Spannung des Kondensators darstellende Vektor nicht mehr rotiert,
während der die Netzspannung kennzeichnende Vektor weiter dreht. Erst wenn der Kondensator wieder entladen ist, verschwindet die Kondensator spannung. Da bei guter 'Ausführung des Kondensators die Entladung nur langsam vor sich geht, ist damit zu rechnen, dass die Spannung der Leitung 7, also auch eines der beiden Kontakte der Fassung gegen Erde eine Zeit lang recht hoch sein kann.
Beim Beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 2 ist der Kondensator in die in Reihe liegenden Kondensatoren 4' tnd 4" unterteilt, die zusammen die gleiche Kapazität haben wie der Kondensator 4 der Fig. 1.
Bei gleicher Grösse der Kondensatoren 4' und 4" muss also jeder<B>-</B>eine zweimal so grosse Kapazität haben wie der Kondensa tor 4: Die Teilkondensatoren brauchen je doch nur für eine niedrigere Spannung als der.Kondensator 4 gebaut zu sein.
Sie sind nicht unmittelbar hintereinander geschaltet, sondern durch die Selbstinduktion 3 vonein ander getrennt. @ Versuch, Berechnung oder Vektordiagramme zeigen, . dass bei Erdung einer der Klemmen 5, 6 die effektiven Span nungen der Verbindungen zwischen den Kondensatoren und der Selbstinduktion ge gen Erde kleiner sind als in der Vorrichtung nach Fig. 1.
Beim Beispiel der Vorrichtung gemäss Fig. 3 ist- die Drosselspule in die Teile 3' und 3" getrennt, die zusammen dieselbe Selbst induktion haben wie die Drosselspule 3. Jedes Element 3' und 3" kann dazu die halbe Selbstinduktion der Spule 3. in Fig. 1 auf weisen. Die Teilelemente der Selbstinduktion sind in Reihe geschaltet, aber durch den Kon densator 4 voneinander getrennt.
Wie iu Fig. 4 dargestellt; können sowohl die Kapazität als auch die Selbstinduktion unterteilt sein, wobei niemals zwei Elemente derselben Art unmittelbar hintereinander- geschaltet, sondern immer durch ein anders artiges Element voneinander getrennt sind.
Beim Beispiel der Vorrichtung nach Fig. 5 ist der Kondensator in gleichgrosse Teilelemente 4' und 4" unterteilt, die auf verschiedenen Seiten der Entladungsröhre 1 in den Stromkreis aufgenommen sind.
Die grösste Spannung, welche die Leitung zwischen Kapazität und Selbstinduktion und auch die Kontakte der Fassung in; ;bezug auf Erde aufweisen;
können,, falls eine der Klem- men des Netzes geendet ist, ist in diessem Falle gleich oder ,Summe des Höchstwertes der' Spannung der Stromquelle 2 und,des. Höchst wertes. der ;
Spannung eines- Teilkondensators. Da die .Spannung dieses ' Teilkondensators gleich der Hälfte ,der 8pannung des Künden- sators 4 der Vorrichtung nach Fig. 1 ist,
ist .die l@öchstspannung der Kontakte der Fassung gegen Erde erheblich vermindert.
Zweckmässig wird parallel zu jedem Kon- densatar ein. Widerstand angeordnet, durch den der Kondensator sich in kurzer Zeit, zum Beispiel in einer Sekunde,
entladen kann. Es wird dadurch ein schnelles Ver- schwinden der Kondensatorspannung bei Versagen oder Herausnehmen der Entla- dungsröhre bewirkt.
Device with a gas-filled electric discharge tube. It has already been proposed to feed a device with a gas-filled discharge tube with low-frequency current from an alternating current source, the current source having two terminals,
between which, in series connection with the discharge tube mentioned, there is a self-induction and a capacity and this self-induction and capacity must be dimensioned in such a way that, after the current flowing during operation through the series connection of the discharge tube, self-induction and capacity has reached the zero value,
that is, when the discharge is extinguished (which is known to be the case twice in each period), the capacity is charged to such a high voltage that the re-ignition of the discharge in the next half period is facilitated by the voltage of the capacity. The capacity and self-induction can be dimensioned in such a way that the time interval between extinguishing and re-ignition of the discharge is very short.
The dimensions can even be chosen in such a way that immediately after the discharge has been extinguished, a voltage again prevails between the electrodes of the tube that is equal to or exceeds the re-ignition voltage.
In many cases, one of the terminals is the AC source from which the tube is fed and which source z. B. may consist of an ordinary line network, grounded. In the device described above, the line connecting the capacitance to the self-induction can now have a high effective voltage with respect to earth. The level of this voltage depends on which terminal is grounded.
Since in practice the connection of the device to the two terminals is not always done in the same way, one always has to take the worst case into account. The effective voltage of the connection between capacitance and self-induction in relation to earth can under certain circumstances be so high that it requires special insulation, or that its insulation violates the legal regulations.
The invention makes it possible to reduce the effective voltage of the connection between capacitance and self-induction to earth because at least one of these two is divided and the sub-elements are connected in series in such a way that two similar elements are separated by a different element .
In order to reduce the maximum voltage that the supply lines to the discharge tube and in particular the contacts of the socket in which the discharge tube is inserted can have with respect to earth, it is advantageous if the capacitance is subdivided switch on part of this capacity on each side of the discharge tube.
Gas-filled discharge tubes are understood here not only to mean discharge tubes filled with one or more gases, but also tubes that are provided with steam or a gas-vapor mixture.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 shows schematically a known device, while Figs. 2 to 5 show schematically some Ausfüh approximately examples of the device according to the invention.
The circuit shown in Fig. 1 shows a gas discharge tube 1, z. B. a Na trium or mercury vapor discharge tube, that is, a tube in which the Ent charge during normal operation in sodium, respectively. Mercury vapor takes place, and which usually contains a noble gas in addition to the steam.
This noble gas is then used to initiate the discharge between the fixed glow electrodes of the tube. The discharge tube 1, which is used, for example, to send off rays such as visible light or ultraviolet rays; is fed from the alternating current source 2, for example from a line network of 220 volts and 50 people. In series with the tube 1, the self-induction 3 and the capacitor 4 are connected from a choke coil with an iron core.
In one particular case, the capacitance was 4.4 Mierofarads and the self-induction was 1.4 Henry; so that the capacity and the self-induction together formed a capacitive ballast impedance of the discharge tube 1.
In general, one of the two Klem men 5, 6 of the network 2 is grounded; it is never known in advance in which way the device will be connected to the two terminals. It is to be expected that the effective voltage of the connecting line 7 between the capacity 4 and the self-induction 3 with respect to earth can be large.
If, for example, due to the failure of the discharge tube or removal of the tube from the socket, the circuit is accidentally interrupted at the moment when the capacitance 4 is charged to its maximum voltage, while one of the terminals 5, 6 is grounded, on the line 7, and there through also on a lead to the discharge tube,
thus a high voltage with respect to earth on a contact of the socket. This voltage value, which occurs when terminal 6 is grounded, is at its maximum. equal to the sum of the capacitor voltage and the maximum value of the voltage of the current source 2, in that the vector representing the voltage of the capacitor no longer rotates after the circuit has been interrupted,
while the vector characterizing the mains voltage continues to rotate. Only when the capacitor is discharged again does the capacitor voltage disappear. Since the discharge only proceeds slowly with a good design of the capacitor, it is to be expected that the voltage of the line 7, that is to say also one of the two contacts of the socket to earth, can be quite high for a while.
In the example of the device according to the invention according to FIG. 2, the capacitor is subdivided into the series capacitors 4 'and 4 "which together have the same capacitance as the capacitor 4 of FIG. 1.
With the same size of the capacitors 4 'and 4 ", each <B> - </B> must have twice as large a capacitance as the capacitor 4: The partial capacitors only need to be built for a lower voltage than the capacitor 4 his.
They are not connected directly in series, but separated from each other by the self-induction 3. @ Attempt, calculation or vector diagrams show. that when one of the terminals 5, 6 is earthed, the effective voltages of the connections between the capacitors and the self-induction against earth are smaller than in the device according to FIG. 1.
In the example of the device according to FIG. 3, the choke coil is separated into parts 3 'and 3 "which together have the same self-induction as the choke coil 3. Each element 3' and 3" can do half the self-induction of the coil 3. in Fig. 1 show. The sub-elements of the self-induction are connected in series, but separated from each other by the capacitor 4 Kon.
As shown in FIG. 4; Both the capacitance and the self-induction can be subdivided, whereby two elements of the same type are never connected directly in series, but are always separated from one another by an element of a different type.
In the example of the device according to FIG. 5, the capacitor is subdivided into sub-elements 4 'and 4 "of equal size, which are included in the circuit on different sides of the discharge tube 1.
The greatest voltage that the line between capacitance and self-induction and also the contacts of the socket in; ; have in relation to earth;
can, if one of the terminals of the network has ended, is in this case the same as or the "sum of the maximum value of the" voltage of the current source 2 and, des. Greatest. the ;
Voltage of a partial capacitor. Since the "voltage of this" partial capacitor is equal to half the voltage of the capacitor 4 of the device according to FIG.
the maximum voltage between the socket contacts and earth is considerably reduced.
It is useful to have a parallel to each condensate. Resistance arranged, through which the capacitor is in a short time, for example in a second,
can discharge. This causes the capacitor voltage to disappear quickly if the discharge tube fails or is removed.