DE687007C - Gas- oder Dampfstromrichter, insbesondere Metalldampfstromrichter fuer hohe Spannungen - Google Patents

Description

• Gas- oder Dampfstromrichter, insbesondere Metalldampfstromrichter für hohe Spannungen Die Erfindung betrifft Gas- oder Dampf -stromrichter, insbesondere Metalldampfstromrichter für hohe Spannungen. Es ist bereits bekannt, daß die Rückzündungsfestigkeit von Stromrichtern entscheidend abhängig ist von dem Vorhandensein positiver Ionen aus der vorhergehenden Flußphase, denn diese positiven Ionen werden von dem Zeitpunkt an, wo die Anode in der Sperrichtung negativ wird, auf diese hingezogen und fallen mit sehr großer Geschwindigkeit auf ihre Oberfläche, weil im Stromrichter die. Gasdichte in der Sperrphase schon so gering ist, daß nur wenig die Fallrichtung beeinflussende Zusammenstöße der Gaspartikel untereinander auftreten. Die auf die Anoden in der Sperrichtung fallenden positiven Teilchen erhitzen die Anodenoberfläche, so daß die Gefahr besteht, daß eine an der negativen Anode auftretende Elektrodenemission Rückzündungen einleitet. Ein weiterer Nachteil des Auftreffens von elektrischen Teilchen auf die Anodenoberfläche ist die Zerstäubung des Anodenmaterials, welches sich auf den benachbarten Wänden. und anderen Teilen niederschlägt und unter Umständen leitende Brücken bildet,, die einerseits durch Gleitentladungen Rückzündungen einleiten, anderseits durch Übertragungen von Zuleitungen zu Steuerorganen, deren Wirkungsweise beeinträchtigen oder sogar behindern können. Auch beeinträchtigen solche Niederschläge, die z. B. aus Graphit- oder Metallteilchen bestehen, die freie Wärmeabfuhr und- führen zu örtlichen Überhitzungen namentlich dann, wenn die Gefäße in der Nähe der Anoden aus Glas oder anderem strahlungsdurchlässigen Werkstoff bestehen.
• Man hat bereits verschiedene Vorkehrungen getroffen, welche die Rückzündungssicherheit erhöhen oder auch die Wirkung der in der umgekehrten Richtung entstehenden Lichtbögen beseitigen sollen. So ist es bekannt, einen in unerwünschter Richtung entstehenden Lichtbogen durch magnetische Wirkung auf eine Metallfläche hinzulenken und auf diese Weise unschädlich zu machen. Damit wird aber nicht das Auftreffen positiver Ionen auf die Anode verhindert, so daß stets eine große Gefahrenquelle bestehen bleibt, noch ist die Lösung als vollkommen anzusehen, wenn überhaupt ein Lichtbogen entstehen kann. Es ist auch bereits bekannt, in der Entladungsröhre eine größere Anzahl von Neutralisationsflächen anzuordnen, welche dazu dienen, alle Ionen abzufangen, bevor die Anode eine Spannung erreicht, die Rückzündungen begünstigt. Diese Maßnahme hat sich jedoch als nicht völlig zureichend erwiesen und ist nicht in allen Fällen, d. h. bei allen Betriebsarten, Spannungen und Stromstärken, in gleicher Weise mit Erfolg anwendbar.
• Die Erfindung betrifft eine Anordnung, welche eine Möglichkeit mit Sicherheit alle Gefahrenquellen für das Entstehen einer Rückzündung auszuschalten gibt. Erfindungsgemäß werden bei einem Gas- oder Dampfstromrichter, insbesondere einem Metalldampfstromrichter für hohe Spannungen, dessen Anoden außerhalb der direkten Wegrichtung für die in der Sperrphase noch vorhandenen positiven Ionen liegen und bei welchen den Anoden zugeordnete gegeneinander abgestufte Hilfselektroden vorgesehen sind, zur Steuerung des Weges der positiven Ionen vor und hinter der vorzugsweise ringförmigen Anode diese Hilfselektroden mit entsprechend abgestuften Potentialen beaufschlagt, oder es werden gleichwertig außerhalb des Gefäßes liegende Magnetspulen angeordnet, so zwar, daß der Ionenstrom kurz vor dem Passieren der Anode konzentriert und hinter der Anode wieder zerstreut und gegen Rekoinbinationsflächen gelenkt wird. Die zur Aufnahme der positiven Ionen dienenden Rekombinationsteile (Körper oder Räume) befinden sich vorteilhaft in einem von der Kathode abgewendeten Teil des Anodenraumes. Auch kann man seitlich vom Wege der Entladung zwischen Anode und Kathode, gegebenenfalls zusätzlich, Rekombinationsteile vorsehen. In den zwischen Anode und Kathode liegenden Rekombinationsteilen sind vorteilhaft öffnungen derart vorgesehen, daß in der Flußrichtung des Stromrichters keine zusätzlichen Verluste auftreten. Es empfiehlt sich, die in den Rekombinationsteilen befindlichen Öffnungen weiter zu halten als der Durchmesser der Lichtbogenbahn ist. Man kann auch mehrere elektrisch voneinander getrennte und gegebenenfalls gestaffelte Rekombinationsteile vor oder hinter oder vor und hinter den Anoden vorsehen. Die Anoden bildet man vorteilhaft ringförmig aus oder aber als Hohlkörper, deren Öffnung nach der Kathode hin liegt. Nach der Kathode hin kann man die Anode abschirmen, um zu verhindern, daß vom Wege der positiven Ionen abirrende Teilchen doch in unerwünschter Weise auf die Anode prallen. Die in Anodennähe befindlichen Rekombinationsflächen ordnet man zweckmäßig so an, daß sich in dein Anodenbereich ein axial symmetrisches Feld ohne radiale Komponenten ausbildet, und daß eine Konzentrationswirkung der positiven Teilchen vor dem Eintritt in den Anodenraum mittels der durch die Rekombinationsteile gegebenen Feldverteilung, nach dem Austritt hingegen eine Zerstreuung der Teilchen durch die dahinterliegenden Rekombinationsflächen erzielt wird. Es empfiehlt sich, die Kathode so zu legen, daß in der Sperrichtung auftretende negative Teilchen hoher Geschwindigkeit, die.sich ebenfalls auf gradlinigen Bahnen bewegen, nicht auf die Kathode treffen können. Die Kathode ist entweder abgeschirmt oder außerhalb des Schußfeldes des Anodenteils angeordnet.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.
• Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch einen Stromrichter.
• In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt.
• Das Stromrichtergefäß hat eine Kathode 2. Die Anode 3 ist als Ring ausgebildet und liegt in dem rohrförmigen Anodenteil q.. Das nach der Kathode hin liegende Ende des Anoden.-teils q. enthält die als Schutzrohre ausgebildeten Flächen 7. Der Oberteil des Anodenteils q. ist als Arm ausgebildet. Im oberen Teil des Anodenrohres q., d. h. also in dem vpn der Kathode abge"vendeten Teil des Anodenraumes befinden sich Rekombinationsflächen 5, die in Staffeln angeordnet sind und an verschiedenen Potentialen liegen. Zwischen je zwei Rekombinationsflächen 5 können Kondensatoren gelegt sein. Am geschlossenen Ende des Anodenrohres befindet sich eine kalte Kathode 6. Die in dem zwischen Anode und Kathode befindlichen Anodenschutzrohr angebrachten kragenartig ausgebildeten Rekombinationsschirme 7 weisen innere Öffnungen verschiedener Weite auf. Die ringförmige Anode 3 ist durch den Schirm 8 abgeschirmt.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 haben die Wände des Rekombinationsraumes 9 im wesentlichenKugelform. DerRekombinationsraum 9 dient gleichzeitig als Kondensationsraum und weist eine Rinne io auf, die mit dem Rücklauf i i für das Kondensat verbunden ist. Der Rücklauf i i mündet vorteilhaft in der Nähe der Kathode. Wesentlich ist es, daß bei dem neuen Stromrichter die Rekombinationsteile so angeordnet und ausgebildet sind und solche Potentiale erhalten, daß sie während der Sperrzeiten die schnell auf die Anoden zueilenden positiven Teilchen konzentrieren und nach Durchlaß durch die Anode zerstreuen. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, unter Umständen Magnetfelder o. dgl. zu verwenden. Das gleiche gilt natürlich auch für die negativen Teilchen in der Flußzeit, sofern etwa durch ein Gitter der Stromrichter gesperrt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gas- oder Dampfstromrichter, ins-. besondere Metalldampfstromrichter für hohe Spannungen, dessen Anoden außerhalb der direkten Wegrichtung der in der Sperrphase noch vorhandenen positiven Ionen liegen, mit den den Anoden zugeordneten gegeneinander abgestuften Hilfselektroden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Weges der positiven Ionen vor und hinter der vorzugsweise ringförmigen Anode diese Hilfselektroden ebenfalls außerhalb der direkten Wegrichtung mit entsprechend abgestuften Potentialen oder ihnen gleichwertig außerhalb des Gefäßes liegende Magnetspulen ange.-ordnet sind, welche den Ionenstrom kurz vor dem Passieren der Anode konzentrieren und hinter der Anode diesen Ionenstrom wieder zerstreuen und gegen Rekombinationsflächen lenken. z. Stromrichter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in den von der Kathode abgewendeten Teilen der Anodenräume zur Aufnahme der positiven Ionen dienende zusätzliche Rekombinationsteile angeordnet sind.