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Vorrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine gasgefüllte Entladungsröhre in Reihe mit einer Selbstinduktion und Kapazität mit Niederfrequenzstrom aus einer Wechselstromquelle zu speisen. Die Selbstinduktion und Kapazität werden dabei so dimensioniert, dass bei Nulldurchgang des Stromes, d. h. wenn die Entladung erlischt (was bekanntlich 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 erleichtert wird.
Die Kapazität und Selbstinduktion können derart bemessen werden, dass das Zeitintervall zwischen dem Erlöschen und der Wiederzündung der Entladung sehr kurz ist ; ihre Dimensionen können derart gewählt werden, dass sofort nach dem Erlöschen der Entladung zwischen den Elektroden der Röhre wieder eine Spannung herrscht, die gleich der Wiederzündspannung ist oder diese übersteigt.
In vielen Fällen ist eine der Klemmen der Wechselstromquelle, z. B. des gewöhnlichen Leitung-
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nun die Leitung, welche die Kapazität mit der Selbstinduktion verbindet, eine hohe effektive Spannung in bezug auf Erde haben. Die Höhe dieser Spannung hängt davon ab, welche Klemme geerdet ist.
Da in der Praxis der Anschluss der Vorrichtung an die beiden Klemmen nicht immer in derselben Weise geschieht, hat man stets dem ungünstigsten Fall Rechnung zu tragen. Die effektive Spannung der Verbindung zwischen Kapazität und Selbstinduktion in bezug auf Erde, kann je nach dem wie die Vorrichtung angeschaltet ist, auch unter Umständen so hoch sein, dass eine besondere Isolation erforderlich ist oder gegen die gesetzlichen Vorschriften verstossen wird.
Gemäss der Erfindung wird die effektive Spannung gegen Erde die Verbindung zwischen
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getrennt sind.
Um die Höchstspannung, welche die Zuleitungen zu der Entladungsröhre und insbesondere die Kontakte der Fassung, in der die Entladungsröhre eingesetzt wird, in bezug auf Erde aufweisen können, zu verringern, ist es vorteilhaft, im Falle, dass die Kapazität unterteilt ist, zu jeder Seite der Entladungsröhre einen Teil dieser Kapazität zu schalten.
Unter gasgefüllter Entladungsröhre wird hier nicht nur eine mit einem oder mehreren Gasen gefüllte Entladungsröhre verstanden, sondern auch Röhren, die mit Dampf oder einem Gasdampfgemisch versehen sind.
Es wurde schon vorgeschlagen eine Gasentladungsröhre mit Hochfrequenzstrom zu speisen und zur Erzeugung des Hochfrequenzstromes in bekannter Weise Kapazitäten und Selbstinduktionen zu benutzen. In der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Entladungsröhre jedoch mit Niederfrequenzstrom gespeist und werden die Selbstinduktion und Kapazität nicht zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen, sondern zur Erleichterung der Zündung der Röhre verwendet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 stellt schematisch eine bekannte Vorrichtung dar, während die Fig. 2-5 schematisch einige Schaltungsbeispiele von Vorrichtungen gemäss der Erfindung darstellen.
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Quecksilberdampfentladungsröhre, d. h. eine Röhre in der die Entladung bei normalem Betrieb in Natrium-bzw. Quecksilberdampf stattfindet und die in der Regel neben dem Dampf auch eine Edelgasfüllung enthält. Diese Edelgasfüllung dient dann zur Einleitung der Entladung zwischen den festen Glühelektroden der Röhre. Die Entladungsröhre 1, die z. B. zum Aussenden von Strahlen wie sichtbarem Licht oder ultravioletten Strahlen dient, wird aus der Wechselstromquelle 2, z. B. vom Leitungsnetz von 220 Volt und 50 Perioden gespeist.
In Reihe mit der Röhre 1 sind die aus einer Drosselspule mit Eisenkern bestehende Selbstinduktion 3 und der Kondensator 4 geschaltet. In einem bestimmten Falle war die Kapazität 4-4 Mikrofarad und die Selbstinduktion 1-4 Henry, so dass diese Kapazität und Selbstinduktion zusammen eine kapazitive Vorschaltimpedanz der Entladungsröhre 1 bildeten.
Im allgemeinen ist eine der beiden Klemmen 5 oder 6 des Netzes 2 geerdet ; es ist nun im voraus niemals bestimmt, in welcher Weise die Vorrichtung an die beiden Klemmen angeschlossen wird und es ist damit zu rechnen, dass die effektive Spannung der Verbindungsleitung 7 zwischen der Kapazität 4 und der Selbstinduktion 3 in bezug auf Erde gross sein kann.
Falls z. B. durch Versagen der Entladungsröhre oder Herausnehmen der Röhre aus der Fassung, der Stromkreis bei durchgehendem Strom in jenem Moment, in welchem die Kapazität 4 auf ihre Höchstspannung aufgeladen ist, unterbrochen wird, verbleibt für den Fall, dass eine der Klemmen 5 oder 6 geerdet ist auf einer Zuleitung zu der Entladungsröhre, also auf einem der Kontakte der Fassung, eine hohe Spannung in bezug auf Erde. Der maximale Wert dieser Spannung ist gleich der Summe aus Kondensatorspannung und dem Höchstwert der Spannung der Stromquelle 2. Erst wenn der Kondensator wieder entladen ist, verschwindet die Kondensatorspannung. Da bei guter Ausführung des Kondensators die Entladung nur langsam vor sich geht, ist damit zu rechnen, dass die Spannung gegen Erde einer der beiden Kontakte der Fassung eine Zeitlang recht hoch sein kann.
In der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 2 ist der Kondensator in die in Reihe liegenden Kondensatoren 4'und 4" unterteilt, die zusammen die gleiche Kapazität haben wie der Kondensator 4.
Bei gleicher Grösse der Kondensatoren 4'und 4" muss also jeder eine zweimal so grosse Kapazität haben wie der Kondensator 4. Die Teilkondensatoren brauchen jedoch nur für die Hälfte der Spannung des Kondensators 4 gebaut zu sein. Sie sind nicht unmittelbar hintereinander geschaltet, sondern durch die Selbstinduktion 3 voneinander getrennt. Versuch und Berechnung zeigen, dass bei Erdung einer der Klemmen 5 oder 6 die effektiven Spannungen gegen Erde der Verbindungen zwischen den Kondensatoren und der Selbstinduktion kleiner sind als in der Vorrichtung nach Fig. 1.
In der Vorrichtung gemäss Fig. 3 ist die Drosselspule in die Teile 3'und 3"getrennt, die zusammen die gleiche Selbstinduktion haben wie die Drosselspule 3. Jedes Element 3'und 3"kann dazu die halbe Selbstinduktion der Spule 3 aufweisen. Die Teilelemente der Selbstinduktion sind in Reihe geschaltet aber durch den Kondensator 4 voneinander getrennt.
Wie in Fig. 4 dargestellt, können sowohl die Kapazität als die Selbstinduktion unterteilt sein, wobei niemals zwei Elemente derselben Art unmittelbar hintereinander geschaltet, sondern immer durch ein andersartiges Element voneinander getrennt sind.
In der Vorrichtung nach Fig. 5 ist der Kondensator in gleich grosse Teilelemente 4'und 4" unterteilt, die zu verschiedenen Seiten der Entladungsröhre 1 in den Stromkreis aufgenommen sind.
Die grösste Spannung, welche die Kontakte der Fassung in bezug auf Erde aufweisen können, falls eine der Klemmen des Netzes geerdet ist, ist in diesem Falle gleich der Summe aus dem Höchstwert der Spannung der Stromquelle 2 und dem Höchstwert der Spannung eines Teilkondensators. Da die Spannung dieses Teilkondensators gleich der Hälfte der Spannung des Kondensators 4 der Vorrichtung nach Fig. 1 ist, ist die Höchstspannung gegen Erde der Kontakte der Fassung gegen Vorrichtungen mit normaler Schaltung erheblich erniedrigt.
Zweckmässig wird parallel zu jedem Kondensator ein Widerstand angeordnet, durch den der Kondensator sich in kurzer Zeit, z. B. in einer Sekunde, entladen kann. Es wird dadurch ein schnelles Verschwinden der Kondensatorspannung bei Versagen oder Herausnehmen der Entladungsröhre bewirkt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre, die in Reihe mit einer Selbstinduktion und Kapazität mit Niederfrequenzstrom aus einer Wechselstromquelle gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität und/oder Selbstinduktion unterteilt ist (sind) und die Teilelemente derart in Reihe geschaltet sind, dass zwei gleichartige Elemente durch ein andersartiges Element getrennt sind.