CH234245A - Einrichtung zur Verhinderung des Abreissens der Erregung bei Ein- und Mehranodenventilen. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur     Verhinderung    des     Abreissens    der Erregung bei Ein- und       Nehranodenventilen.       Beim Betrieb von     Einano.denventilen    tre  ten bekanntlich grosse     Schwierigkeiten    auf  wegen des     Abreissens    der Erregung.

   Nach  forschungen -auf diesem Gebiet haben nun  mehr zur Erkenntnis geführt, dass die mei  sten dieser     Abreisser    dadurch verursacht wer  den, dass infolge der über den Löschmoment  der Hauptanode noch anhaltenden Nach  ionisation ein Teil des Erregerstromes in  Form eines aus dem     nachionisierten,    den  Entladungsraum erfüllenden Plasma treten  den, ohne Kathodenfleck bestehenden Innen  stromes zur Kathode fliesst. Dieser Teil des  Erregerstromes geht daher für die Auf  rechterhaltung .des Kathodenfleckes verloren,  so dass der übrige den Fleck erhaltende Teil       ,stark    vermindert wird oder sogar auf Null  sinken kann und ein Versagen der Erregung  zur Folge hat.

   Diese Neigung zum Abreissen  der Erregung wird noch erhöht, wenn im  Ventilgefäss durch herunterfallendes Queck  silberkondensat eine leitende Verbindung    zwischen Gehäuse und Kathode     entsteht.    In  diesem Falle wirkt nicht nur die Kathoden  oberfläche, sondern auch die viel grössere Ge  häuseoberfläche als Auffangfläche für die  Ionen der     Naohionisation,        so,dass    der Anteil  des aus .dem nachionisierten Plasma fliessen  den     Ionenstromes,    der für die Bildung des  Kathodenfleckes unwirksam ist, entsprechend  der grösseren Oberfläche wesentlich erhöht  wird.  



  Die geschilderten kritischen Verhältnisse,  die das Abreissen des Erregerstromes zur  Folge haben, treten natürlich in     Einanoden-          ventilen    bei jedem Erlöschen der Haupt  anode auf, z. B. 50mal     in;    der Sekunde bei       5,Operiodigem    Strom. Bei     Mehranodenventilen     dagegen treten diese Verhältnisse nur bei  einem plötzlichen Abschalten oder Löschen  von Kurzschlüssen     bezw.    Rückzündungen  ein, aber auch in solchen Fällen ist es er  wünscht, dass Massnahmen getroffen werden,  um ein Abreissen der Erregung zu verhin-      denn, so dass der Betrieb nicht auf diese  Weise gestört wird.  



  Als Abhilfe gegen das Abreissen der Er  regung ist es bereits bekannt, einen möglichst  grossen Erregerstrom zu verwenden; so dass  die Aufrechterhaltung des     Kathodenflecke     unter allen Umständen gewährleistet wird.  Dies hat aber den Nachteil, dass viel grössere  Erregerleistungen erforderlich sind, und fer  ner wird im Moment der     maximalen    Sperr  spannung die Ionisation im Gefäss und somit:  die Neigung der Hauptanode zum     Riichzün-          den    erhöht.  



  Gemäss der Erfindung wird nunmehr das  Abreissen der Erregung bei Einanoden- und       Mehranodenventilen    mit dauernd brennender  Erregung dadurch verhindert, dass im -Mo  ment des     Erlöschens    des Hauptlichtbogens  der totale Erregerstrom kurzzeitig auf einen  solchen Wert gebracht wird, dass er den  grösstmöglichen, durch die Nachionisation  bedingten, über das den Entladungsraum er  füllende ionisierte Plasma auf das Gehäuse  und die Kathodenoberfläche fliessenden       Ionenstrom    um so viel übertrifft,     da.ss    die  dem Kathodenfleck zufliessende Differenz  dieser beiden Ströme zur Aufrechterhaltung  des Kathodenfleckes ausreicht.  



  Diese kurzzeitige Erhöhung des Erreger  stromes wird     zweckmässig    durch einen zusätz  lichen Erregerstrom bewirkt, der, wie aus der       Fig.    1 ersichtlich ist, so verläuft, dass er  (untere Kurve B) im Moment des Erlösehen  des     I3auptlichtbogens        (Anodenstrom    Kurve  A) einen Maximalwert erreicht und lang  samer abklingt als die vom Hauptlichtbogen  herrührende Nachionisation. Die     Erzeugung     des zusätzlichen Erregerstromes mit der er  forderlichen starken Welligkeit kann auf  verschiedene Weise erfolgen, und zwar sind  in den     Fig.    2 bis 9 verschiedene Ausfüh  rungsbeispiele hierzu geeigneter Einrich  tungen veranschaulicht.  



  In der     Fig.    2 ist eine aus ,drei     einanodigen     Ventilen 1 bestehende Anlage gezeigt,     bei     welcher jedes Ventil mit einer Hauptanode  <B>2 ,</B>     einer        Kathode    3     und        einer        nicht    darge-    stellten Erregeranode versehen ist.

   Für die  zusätzliche Erregung ist in der Sekundär  zuleitung     jedes    Ventil: ein     Stromwandler    4       vorgesehen,    der eine besondere     Hilfserreger-          anode    5 speist und somit die     gewünschte     kurzzeitige Erhöhung des totalen Erreger  stromes bewirkt.

      Für den zusätzlichen     Erregerstrom        Irruss     nicht     unbedingt    eine besondere Erregeranode  v     orgesehen    werden, wie dies bei den Ventilen  der     Fig.    \? der Fall, sondern es können auch  ohne     weiteres    die bereits     vorhandenen    Erre  geranoden für diesen     Zweck    benutzt werden,  wie die     -\.nordnuttgett    der     Einanodenventile     der     Fig.    3 und 4 zeigen.

   In     Fig.    3 ist ein       Einanodenventil    1. mit einer normalen     Weelt-          selstromerregung    gezeigt. Der Erregerstrom  wird von einem      'ecltselstrom-Erregerappa-          z=at    6 geliefert,     der,die    Erregeranoden i     Spe1@t.     Eine dieser     Erregeranoden    i erhält nun über  den in der     Anodenzuleitung    geschalteten  Stromwandler 4 einen     zusätzlichen    Erreger  strom,

   wobei     zwecks    Einhaltung der ge  wünschten     Stromricbtung    in den Zuleitungen  der Erregeranode noch die     Hilfsventile    8 vor  gesehen werden     tniissen.    An Stelle der       ZVechelstromerregttn"-    kann das Ventil auch  mit einer normalen     CTleicb-stromerregttng    ver  sehen sein, wie beim     Einanodenventil    der       Fig.    4 der Fall.

   Hier erhält die von der       CTleichstrontciuellc    9     gespeiste        Erregeranode     10 einen zusätzlichen     Erregerstrom.    der vom  Stromwandler 4 über das Hilfsventil 8 ge  liefert wird.  



  In     Fig.    5 ist     ein,    weitere, und zwar sehr       einfache        Anordnutt@-,        eines        Einanodenventils     gezeigt, wo     das    Ventil 1 gar keine     Hilfs-          erregeranoden    aufweist und der zusätzliche,  vom     Stromwandler    4 gelieferte     Erregerstrom     auf das     Venülgeh        üuse    selbst geleitet wird.  Die Erregeranoden für die Dauererregung  sind in dieser     Fi-ur    nicht     eingezeichnet.     



  Bei     Einanodenventilen    kommt für die       Erzettg@ung,    des     zusätzlichen    Erregerstromes  auch noch die in     Fig.    6 dargestellte Schal  tang in     Fra-V.    wo der zusätzliche Erreger  strom von     Stromwandlern    abgenommen wird,      welche in den Anodenzuleitungen benachbar  ter Phasen liegen. In diesem Falle wird die       Hilfserregeranode    51 des Ventils 11 von dem  Stromwandler 411 gespeist, während die       Hilfserregeranode   <B>511</B> des Ventils     lII    vom  Stromwandler 41 gespeist wird usw.  



  Eine weitere Einrichtung für die Erzeu  gung des zusätzlichen     Erregerstromes    mit  tels Stromwandlern, die vom Hauptanoden  oder Kathodenstrom des Ventils durchflossen  werden, ist in     Fig.    7 veranschaulicht. Bei  dieser Einrichtung wird er eine besondere  Erregeranode speisende Erregerstrom einem  Stromwandler mit zwei     Primärwicklungen     abgenommen, deren eine vom Hauptanoden  strom     bezw.    Kathodenstrom des gegen Ab  reissen der Erregung zu schützenden Ventils  durchflossen wird, während die andere Pri  märwicklung vom     Hauptanodenstrom        bezw.     Kathodenstrom des in der Phase nachfolgen  den Ventils im Gegensinn durchflossen wird.

    So wird beispielsweise bei der in der     Fig.   <B>7</B>  gezeigten Anlage, bestehend aus den drei       Einanodenventilen        11-lIli    das Ventil<B>In</B> mit  einem Stromwandler 411 versehen, dessen eine  Primärwicklung vom     Hauptanodenstrom    des  eigenen Ventils 111 und dessen andere vom       Hauptanodenstrom    des in der Phase     nachfol-          genden        Ventils        1,

  11        durchflossen        wird.        Auf     diese Weise wird eine symmetrische Aus  nutzung der positiven und negativen     Magne-          tisierung    der     Stromwandlerkerne    und     inf        olge-          dessen    eine bedeutende Gewichtsersparnis an  Eisen ermöglicht.    Die zusätzlichen     Erregerstromimpulse          können    ebenfalls von     einem    besonderen  Transformator geliefert werden, wie beim       Einanodenventil    der     Fig.    8 der Fall ist.

   Die  besondere Erregeranode 5, wird von einem       Transformator    10 beliefert,     @dessen        Primär-          %vicklung    von einem Phasenschieber 11 aus  gespeist wird. Zwischen der Sekundärwick  lung des Transformators und der Erreger  anode 5 ist eine     vormagnetisierte    Drossel  spule 12 geschaltet, die infolge einer zeit  <B>-</B>     veiligen    Sättigung vom Gleichstromkreis 13  aus die gewünschte steile Stromspitze für    den zusätzlichen Erregerstrom erzeugt.

   Die  Erzeugung der Stromimpulse mit steilem  Anstieg und geeigneter Phasenlage geschieht  wie folgt: Der Transformator 10 liefert eine       sinusförmige        Spannung    ei, wie in     Fig.   <B>89</B>  gezeigt.

   Die Drosselspule 12 besitzt, so lange  sie nicht gesättigt     'Lit,    eine so grosse     Indukti-          vität,    dass sie nur einen     vernaehlässigbar     kleinen     Magnetisierungsstrom    durchlässt, das  heisst die     Dross        elspule    12 wirkt im nicht     ge-          sättigten    Gebiet     praktisch    wie ein unterbre  chender     Schalter.    Sobald aber Sättigung ein  tritt, bricht die     Spannung    an der "Drossel  spule zusammen,

   so dass die zwischen den  Punkten     K-B        (Fig.    8)     bestehende    Span  nung     plötzlich    auf den Wert der     ,sinusförmi-          gen    Kurve     ansteigt.    Die zwischen den Punk  ten E -B     auftretende    .Spannung verläuft  also praktisch nach der stark ausgezogenen  Kurve von     Fig.    8a.     ,So    lange diese Spannung       K-B    positiv ist, fliesst der     Stromimpuls    auf  die     Zusatzer.regeranode    5.

   Durch Verändern  des     Vormagnetisierungsstromes    im Gleich  stromkreis 13 hat man die Möglichkeit, die  Sättigung früher oder später einzuleiten und  dadurch den     Stromimpuls    breiter oder schmä  ler zu gestalten. Die richtige     Phasenlage    der  Stromspitzen mit Bezug auf den     Lösch-          moment    der Hauptanode 4 wird mittels des       Phasenschiebers    11 bewirkt. An Stelle eines  besonderen     Transformators    kann auch der  normale Erregertransformator des Ventils  für die Lieferung des zusätzlichen Erreger  stromes benutzt werden.

   In     diesem    Falle  wird der Erregerstrom nicht geglättet, son  dern stark wellig gemacht und die Phasen  lage der     Erregerstromspitzen    ebenfalls mit  tels eines Phasenschiebers in den     Lösch-          moment    der Hauptanode verlegt.  



  Um das beim Abschalten oder Löschen  von     Kurzschlüssen    und     Rückzündungen    auf  tretende Abreissen der Erregung     bei    Mehr  anodenventilen zu verhindern, kann eine  Schaltung nach     Fig.    9 verwendet werden.

    Der zusätzliche Erregerstrom für die spe  zielle Erregeranode 14 des     Mehranodenven-          tils    15 wird hier von einem in die Kathoden  leitung     geschalteten    Stromwandler     1G    gelie-           fert.    Dieser     Wandler    16 liefert nur beim  Verschwinden des Kathodenstromes einen  zusätzlichen     Erregerstromimpuls,    der im  Moment des Nullwerdens des Kathoden  stromes ein     spitzenförmiges    Maximum er  reicht und dann abklingt.  



  Bei den beschriebenen Einrichtungen, wo  der zusätzliche Erregerstrom von einem vom       Hauptanodenstrom    gespeisten     Stromwandler     geliefert wird, kann     natürlich    der Strom  wandler auch in die Primärzuleitung zum       Speistransformator    des Ventils gelegt wer  den, ohne dass dabei am     Wesen    der Erfin  dung etwas geändert wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Verhinderung des Ab reissens der Erregung bei Einanoden- und Mehranodenventilen mit dauernd brennender Erregung, dadurch gekennzeichnet, dass' im Moment des Erlöschens des Hauptlichtbogens der totale Erregerstrom kurzzeitig auf einen solchen Wert gebracht wird, dass er den grösstmöglichen, durch die Nachionisation bedingten, über das -den Entladungsraum er füllende ionisierte Plasma auf das Gehäuse und die Kathodenoberfläche fliessenden Ionenstrom um so viel übertrifft, dass die dem Kathodenfleck zufliessende Differenz dieser beiden Ströme zur Aufrechterhaltung des Kathodenfleckes ausreicht.

   UNTERANSPRüCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für die kurz zeitige Erhöhung des Erregerstromes ein zu sätzlicher Erregerstrom benutzt wird, der im Moment des Erlöschens des Hauptlichtbo.ens einen Maximalwert erreicht und langsamer abklingt als die vom Hauptlichtbogen her- rührende Nachionisation. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Erregerstrom von einem in den Stromkreis des Hauptlichtbogens geschalteten Strom wandler geliefert wird.

   $. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den zusätz lichen Erregerstrom liefernde Stromwandler eine besondere für die Zusatzerregung vor gesehene Erregeranode speist. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den zusätz lichen Erregerstrom liefernde Stromwandler über ein Hilfsventil mit dem Ventilgehäuse verbunden ist, welches gleichzeitig als Hilfs- erregeranode dient. Einrichtung nach Unteranspruch ?, dadurch gekennzeichnet. dass der den zusätz lichen Erregerstrom liefernde Stromwandler über ein Hilfsventil eine bereits vorhandene Erregeranode des Hauptventils speist. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Erregerstrom einem normalen Erregertransformator ent nommen wird, und dass das Wellenmaximum des ungeglätteten Erregergleichstromes mit tels eines in die Primärzuleitung des Erre- @ertransformators angebrachten Phasenschie bers in den LQschmoment der Hauptanode verlegt wird. 7.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Erregerstrom von einem besonders Transfor mator geliefert wird, dessen Primärwick lung über einen Phasenschieber gespeist wird, wobei im zusätzlichen Erregerstrom kreis z@vecks Erzeugung von Stromspitzen vormag-netisierbare. zeitweise gesättigte Dros selspulen vorgesehen sind. B. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den zusätz lichen Erregerstrom liefernde Stromwandler in<I>die</I> Primärzuleitung zum Speisetransfor mator des Ventils angeordnet ist. 9.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1 für Anlagen, bestehend aus mehreren, Ein anodenventilen, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Erregerstrom für jedes Ventil von einem Stromwandler geliefert wird, der in der Anodenzuleitung des Ventils der be nachbarten Phase angeordnet ist. 10.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1 für Anlagen, bestehend aus mehreren Ein- anodenventi@len, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Erregerstrom für jedes Ven til von je einem Stromwandler mit zwei Pri- märwichlungen geliefert wird, deren eine vom Hauptanodenstrom bezw. Kathoden strom des gegen Abreissen zu schützenden Ventils,

   und deren andere vorn. Hauptwoden- strom hezw. gathoidenetrom des in der Phase nachfolgenden Ventils im Gegensinn durch flossen wird.