DE1761300U

DE1761300U - DEVICE FOR CONTROLLING THE BURNING TIME OF ELECTRIC GAS OR STEAM DISCHARGE VESSELS.

Info

Publication number: DE1761300U
Application number: DE1955S0016721
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-04-23
Filing date: 1955-04-23
Publication date: 1958-02-13

Description

Einrichtung zur Steuerung der Brenndauer von elektrischen Gas-oder Dampfentladungsgefäßen.Device for controlling the burning time of electric gas or Vapor discharge vessels.

Für die Steuerung von Entladungsgefäßen in ihrer Brenndauer ist es einfach, den Zündzeitpunkt des Gefäßes willkürlich im Verlaufe einer Periode des speisenden Wechselstromes festzulegen, jedoch schwieriger einen Löschvorgang der brennenden Entladung vor dem naturlichen Nulldurchgang des Wechselstromes zu erreichen. Es bestehen an sich bereits Vorschläge, um auch die Löschung der Entladung eines Stromrichtergefäßes vor dem normalen Nulldurchgang des Anodenstromes herbeizuführen. Diese Vorschläge für eine gesteuerte bzw. gezielte Löschung einer Entladung haben jedoch bisher keine große praktische Bedeutung gewonnen, abgesehen von denjenigen Anordnungen, bei denen ein Ausschlagen der zwischen Anode und Kathode des Entladungsgefäßes brennenden Entladung durch eine Kondensatorentladung mit entgegengesetzter Richtung über diese Anoden-Kathoden-Strecke, also von der Kathode auf die Anode des Gefäßes hin gerichtet, herbeigeführt wird. Von solchen Anordnungen wird vielfach bei Wechselrichtern Gebrauch gemacht. Für solche Einrichtungen, bei denen ein in Richtung der Kathoden-Anoden-Strecke, also entgegen dem eigentlichen Entladungsstrom verlaufender Stromstoß benutzt wird, ist aber jeweils ein relativ großer elektrischer Leistungsbedarf erforderlich, um den Löschvorgang der Entladungsstrecke in wirksamer Weise durchzuführen.It is used to control discharge vessels in terms of their burning time simply, the ignition timing of the vessel arbitrarily in the course of a period of the supplying alternating current, but more difficult an extinguishing process of the to achieve burning discharge before the natural zero crossing of the alternating current. There are already proposals to delete the discharge of a To bring about the converter vessel before the normal zero crossing of the anode current. Have these suggestions for a controlled or targeted deletion of a discharge however, so far not gained much practical importance apart from those Arrangements in which the between the anode and cathode of the discharge vessel burning discharge by a capacitor discharge with opposite direction via this anode-cathode route, i.e. from the cathode to the anode of the vessel directed towards, brought about. Such arrangements are often used in inverters Made use of. For those facilities where there is a cathode-anode route, that is, a current impulse running against the actual discharge current is used, but each a relatively large electrical power requirement is required to the deletion process the discharge path in an effective manner.

Die vorliegende Erfindung hat eine neuartige Lösung des angegebenen Problems der gesteuerten Löschung des Anodenstromes eines Gas-oder Metalldampfentladungsgefßes zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Beendigung der Brenndauer zum Gegenstand, deren Wesen darin besteht, daß zum gewünschten Löschmoment der brennenden Entladung in dem Stromrichtergefß, welches bei Speisung mit Wechselstrom in jeder Periode desselben mittels seines Tauchzündstiftes neu gezündet wird, eine solche Dichte an negativen Ladungsträgern bzw. Elektronen, in dessen Plasma lediglich für die Speisung und Löschung der Hauptentladung bereitgestellt ist, welche das für die Führung des Stromes in der zu löschenden Entladungsstrecke erforderliche Maß für die Zeitdauer des Abbaues des bzw. der Kathodenflecke um etwa eine Größenordnung oder mehr überschreitet. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß durch das Vorliegen einer derart gesteigerten Dichte der Ladungsträger in dem gewünschten Löschmoment eine Belieferung der Entladungstrecke für die Aufrechterhaltung des Stromes unmittelbar aus dem Plasma des Gefäßes heraus stattfindet und somit für die Aufrechterhaltung des Stromes keine Belieferung der Anoden-Kathoden-Strecke mit negativen Ladungsträgern bzw. Elektronen aus dem Kathodenfleck heraus notwendig ist. Die Folge dieser unmittel baren Einspeisung aus dem Plasma ist, daß der Kathodenfleck selbsttätig zum Absterben kommt und damit die Anoden-Kathoden-Strecke unterbrochen wird, wenn die Belieferung aus dem Plasma über die Zeitdauer des Abbaues des Kathodenfleckes bzw. der Kathodenflecke hinaus stattfindet.The present invention has a novel approach to the stated Problem of the controlled quenching of the anode current of a gas or metal vapor discharge vessel at a certain point in time for the end of the burning time to the object whose Essence consists in the fact that to the desired extinguishing moment of the burning discharge in the converter vessel, which when fed with alternating current in each period of the same is re-ignited by means of his immersion ignition pen, such a density of negative Charge carriers or electrons, in its plasma only for the supply and Extinguishing the main discharge is provided which is responsible for the conduct of the electricity in the discharge path to be extinguished, the required measure for the duration of the degradation of the cathode spot (s) by about an order of magnitude or more. The invention is based on the idea that the presence of such an increased Density of the charge carriers in the desired extinguishing moment a supply of the discharge path for maintaining the current directly out of the plasma of the vessel takes place and therefore no delivery of the Anode-cathode path with negative charge carriers or electrons from the cathode spot out is necessary. The consequence of this direct injection from the plasma is that the cathode spot dies automatically and with it the anode-cathode path is interrupted if the supply from the plasma over the duration of the breakdown of the cathode spot or the cathode spot also takes place.

Die Bereitstellung der notwendigen gesteigerten Ladungsträgerdichte kann im Rahmen der Erfindung in verschiedenartiger Weise stattfinden.The provision of the necessary increased charge carrier density can take place in various ways within the scope of the invention.

So kann an dem Stromrichtergefäß eine besondere Hilfsentladungsstrecke benutzt werden, welche eine entsprechende zusätzliche Entladung erzeugt für die Lieferung desjenigen Betrages an negativer Ladungstrgerdichte, um die durch die Hauptentladung vorgegebene negative Ladungstrgerdichte in dem Plasma des Gefäßes so zu steigern, daß zum beabsichtigten oder notwendigen Löschmoment die erforderliche negative Ladungsträgerdichte in dem Plasma lediglich für die Speisung und Löschung der Hauptentladung bereitgestellt ist. Diese Hilfsentladungsstrecke muß also mindestens von einem solchen Zeitpunkt an vor dem gewünschten Loschmoment an der Hauptentladungsstrecke wirksam werden, der bestimmt ist durch die Summe der Zeitwerte für den Aufbau und den Abbau der Entladung in der Hilfsentladungsstrecke sowie den Abbau der zu löschenden Kathodenflecke. Wie hierdurch bereits angedeutet, wird gemäß der Erfindung für den Einsatz des Löschvorganges diese Hilfsentladungsstrecke abgeschaltet. Hierdurch ist in dem Plasma derjenige Betrag, der vorher für die Aufrechterhaltung der Entladung dieser Hilfsentladungsstrecke benötigt wurde, nunmehr bereitgestellt für die Speisung der Hauptentladungsstrecke aus dem Plasma. Das Wesen einer solchen erfindunggemäßen Anordnung besteht also darin, daß die Löschung der Hauptentladungsstrecke erfolgt, indem eine vor dem Löschvorgang mit ihrer Entladung bereitgestellte'Hilfsentladungsstrecke abgeschaltet wird, nachdem sie die Funktion ufer Bereitstellung der gesteigerten Ladungsträgerdichte im Plasma für den Löschvorgang erfüllt hat. Die Stromabnahmegeschwindigkeit an der Hilfsentladungsstrecke muß hierfür einen bestimmten Mindestbetrag haben, damit im gewünschten Löschaugenblick die gesamte Ladungsträgerdichte im Plasma unter Berücksichtigung der Trägerlebensdauer der brennenden Entladung innerhalb der Kathodenfleckabbauzeit den für die vorläufige Weiterführung des zu unterbrechenden Stromes erforderlichen Wert hat. Ferner muß die negative Ladungtrggerdichte, welche durch Anwendung der Hilfsentladungsstrecke für den Löschmoment bereitgestellt ist,derart groß bemessen sein, daß sie in dem angegebenen Sinne in der Lage ist, auch die größten Ströme der Entladungsstrecke zwischen Anode und Kathode des Stromrichtergefäßes aus dem Plasma heraus zu liefern, die je nach den durch die erfindungsgemäße Anordnung zu beherrschenden Betriebsfällen infrage kommen. Solche Betriebsfälle können sowohl willkürlich Steuerungen sein, wie die gezielte Löschung der Entladung eines Stromrichters für seine Teilaussteuerung als auch ungewöhnliche Betriebserscheinungen für das Stromrichtergefäß bzw. für die elektrische Anlage, wie z. B. ein Kurzschlußstrom. Auch ein solcher läßt sich durch die Anwendung der Erfindung, in, diesem Falle nach Art einer Schutzeinrichtung, durchaus wirksam löschen, wenn die Inwirkungsetzung der Löscheinrichtung in entsprechender Abhängigkeit von dem Auftreten eines solchen Uberstromes stattfindet. Das läßt sich z. B. erreichen, indem ein aus der Stromänderungsgeschwindigkeit des Anodenstromes abgeleiteter Impuls für die Steuerung bzw. das Imgnsetzen der Schutzeinrichtung ausgenutzt wird. Für die Zwecke der Wirkung als Schutzeinrichtung würde dabei vorzugsweise die Bereitstellung der notwendigen negativen Ladungsträgerdichte mit, Hilfe einer entsprechend größeren Energiequelle für die Hilfsentladungsstrecke vorgenommen. Die Speisung der Hilfsentladungsstrecke kann mittels verschiedenartiger Stromquellen im Rahmen der Erfindung erfolgen. So kann dix) So kann die'Hilfentladungsstrecke z. B. aus einem elektrischen Speicherglied, vorzugsweise in Form eines Kondensators, erfolgen.For example, a special auxiliary discharge path can be used on the converter vessel, which generates a corresponding additional discharge for the delivery of the amount of negative charge carrier density in order to increase the negative charge carrier density in the plasma of the vessel in such a way that the intended or necessary extinguishing moment occurs required negative charge carrier density in the plasma is only provided for feeding and extinguishing the main discharge. This auxiliary discharge path must therefore become effective at least from such a point in time before the desired moment of extinction on the main discharge path, which is determined by the sum of the time values for the build-up and reduction of the discharge in the auxiliary discharge path and the reduction of the cathode spots to be deleted. As already indicated by this, this auxiliary discharge path is switched off according to the invention for the use of the extinguishing process. As a result, the amount in the plasma that was previously required to maintain the discharge of this auxiliary discharge path is now made available for feeding the main discharge path from the plasma. The essence of such an arrangement according to the invention is that the main discharge path is extinguished by switching off an auxiliary discharge path provided with its discharge before the deletion process, after it has fulfilled the function of providing the increased charge carrier density in the plasma for the deletion process. The rate of current consumption at the auxiliary discharge path must have a certain minimum amount so that at the desired moment of extinction the total charge carrier density in the plasma, taking into account the carrier life of the burning discharge within the cathode spot removal time, has the value required for the preliminary continuation of the current to be interrupted. Furthermore, the negative charge carrier density, which is provided by the use of the auxiliary discharge path for the extinguishing moment, must be large enough that it is able, in the specified sense, to also supply the largest currents of the discharge path between the anode and cathode of the converter vessel from the plasma deliver, which come into question depending on the operating cases to be mastered by the arrangement according to the invention. Such operating cases can be both arbitrary controls, such as the targeted deletion of the discharge of a converter for its partial control and unusual operating phenomena for the converter vessel or for the electrical system, such as. B. a short circuit current. Such an overcurrent can also be extinguished effectively through the application of the invention, in this case in the manner of a protective device, if the activation of the extinguishing device takes place in accordance with the occurrence of such an overcurrent. That can be z. B. can be achieved by using a pulse derived from the rate of change in the anode current to control or implement the protective device. For the purpose of acting as a protective device, the necessary negative charge carrier density would preferably be provided with the aid of a correspondingly larger energy source for the auxiliary discharge path. The auxiliary discharge path can be supplied by means of different types of power sources take place within the scope of the invention. So can dix) So die'Hilfentladungsstrecke z. B. from an electric Storage element, preferably in the form of a capacitor, take place.

Damit bei der Entladung dieses Kondensators über die Hilfsentladungsstrecke die erwünschte Stromsteilheit in dem Abbau der Hilfsentladungsstrecke gewährleistet wird, ist es zweckmäßig, den Entladungskreis über die Hilfsentladungsstrecke möglichst induktivitätsarm aufzubauen. Hierzu wird vorzugsweise unmittelbar die Leitungsschleife, welche den Entladungskreis bildet, möglichst klein ausgebildet, indem der Kondensator nahe dem Entladungsgefäß angeordnet wird. Der Kondensator wird von einer geeigneten elektrischen Energiequelle dauernd aufgeladen, z. B. von einer elektrischen Wechsel- s-u spannungsquelle über Gleichrichter und gegebenenfalls über Wider- stande. Für die Speisung der Hilfsentladungsstrecke durch die Entladung des Kondensators wird dieser entweder mittels einer mit ihr integrierenden oder einer selbständigen Steuereinrichtung z. B. mittels einer zueiten gesteuerten Hilfsentladungsstrecke auf die Hilfsentladungsstrecke des Stromrichtergefaßes geschaltet für die Bereitstellung der negativen Ladungstragerdichte für die Löschung der Hauptentladung. Diese zum Schalten dienende Hilfsentladungsstrecke kann entweder ein gittergesteuertes oder auch ein zündstiftgesteuertes Hilfsgefäß sein. Wird ein zündstiftgesteuertes Gefäß für Initialzündung in jeder Periode des Wechselstromes gewählt, so empfiehlt es sich, einen sogenannten kapazitiven Zünder zu benutzen, d. h. einen Zündstift, der einen dielekx) Speisung der trischen, von dem Kathodenquecksilber bespülten Uberzug besitzt.In order to ensure the desired rate of current steepness in the reduction of the auxiliary discharge path when this capacitor is discharged via the auxiliary discharge path, it is expedient to build the discharge circuit with as little inductance as possible over the auxiliary discharge path. For this purpose, the line loop which forms the discharge circuit is preferably made as small as possible by arranging the capacitor close to the discharge vessel. The capacitor is continuously charged by a suitable electrical energy source, e.g. B. from an electrical alternating see below voltage source via rectifier and possibly via resistor stood. For the supply of the auxiliary discharge path by the discharge of the capacitor, this is either by means of an integrating with it or an independent control device z. B. switched to the auxiliary discharge path of the converter vessel by means of a controlled auxiliary discharge path to provide the negative charge carrier density for the extinction of the main discharge. This auxiliary discharge path, which is used for switching, can either be a grid-controlled or a trigger-pin-controlled auxiliary vessel. If an ignition-pin-controlled vessel is selected for initial ignition in each period of the alternating current, it is advisable to use a so-called capacitive igniter, ie an ignition pin which has a dielectric power supply for the thermal coating flushed by the cathode mercury.

Das empfiehlt sich, weil im vorliegenden Falle Zündungen von Entladungen mit kurzzeitigen, sehr hohen Stromspitzen stattfinden sollen, wofür sich reine Widerstandszünder wegen bestimmter physikalischer Erscheinungen im Dauerbetrieb nicht als so geeignet erwiesen haben. Im Rahmen der oben angegebenen, nach der Erfindung zweckmäßigen Verkürzung der Leiterschleife der Hilfsentladungsstrecke kann es sich als vorteilhaft erweisen, das Entladungsgefäß für die Steuerung der Hilfsentladungsstrecke unmittelbar konstruktiv in den Aufbau des in seiner Löschung zu steuernden Stromrichtergefäßes mit einzubeziehen bzw. seinen Strompfad diesem weitgehend anzupassen. Hierfür kann die schaltende Hilfsentladungsstrecke z. B. unmittelbar in die Durchführung eingesetzt sein, durch welche hindurch sonst die Zuleitung zu der Anode der Hilfsentladungsstrecke verlegt werden würde. Der Kondensator für die Speisung der Hilfsentladungsstrecke kann konstruktiv mit dem s schaltenden Hilfsentladungsgefäß vereinigt werden, indem er mit seinen Belägen unmittelbar um dieses Gefäß herum aufgebaut wird.This is recommended because in the present case ignitions of discharges with short-term, very high current peaks, what pure resistance detonators are for not as suitable due to certain physical phenomena in continuous operation have proven. In the context of the above, expedient according to the invention Shortening the conductor loop of the auxiliary discharge path can prove to be advantageous prove the discharge vessel for the control of the auxiliary discharge path directly constructively in the structure of the converter vessel to be controlled in its extinction to be included or to adapt its current path to this to a large extent. For this can the switching auxiliary discharge path z. B. used directly in the implementation be through which otherwise the lead to the anode of the auxiliary discharge path would be relocated. The capacitor for supplying the auxiliary discharge path can be structurally combined with the s-switching auxiliary discharge vessel by it is built up with its coatings directly around this vessel.

Der Kondensator kann jedoch stattdessen auch z. B. um die Kathode des Hauptentladungsgefäßes herum angeordnet werden. Um in dem Stromkreis der Hilfsentladungsstrecke mit einer möglichst kleinen treibenden Spannung auszukommen für die Erzielung einer möglichst wirksamen Hilfsentladung, wird der Strompfad dieses Kreises vorzugsweise für die Bildung nur kleiner Widerstände bemessen. Als elektrische Energiespeicher können auch mehrere Kondensatoren benutzt werden, die in Parallelschaltung aufgeladen und für die Entladung in Reihe geschaltet werden. Es wird auf diese Weise nur eine Aufladungsstromquell kleinen Spannungswertes erforderlicht dagegen eine hohe treibende Spannung für die Entladung gewonnen und gleichzeitig der die Zeitkonstante des Entladungkreises bestimmende Kapazitätswert herabgesetzt. Eine Speisung der Hilfsentladungsstrecke kann auch statt aus einem elektrischen Energiespeicher, wie z. B. in Form eines Kondensators, unmittelbar aus einer elektrischen Energiequelle erfolgen, die dauernd in der Lage ist, elektrische Energie zu liefern. Damit auf einfache Weise eine erwünschte intermittierende Speisung der Hilfsentladungsstrecke erfolgt, die z. B. wieder über ein besonderes schaltendes Hilfsentladungsgefaß vorgenommen werden kann, ist es tür dessen einwandfreie Wirkung erforderlich, daß dieses Gefäß von einer Wechselspannungsquelle gespeist wird, die sinngemäß dann für die Zwecke der Erfindung mit einer höheren Frequenz als der Frequenz des die Hauptentladungsstrecke speisenden Stromes arbeiten muß. Deren Mindesthöhe bestimmt sich dadurch, daß sich eine Stromabnahmegeschwindigkeit ergeben muß, die eine Bereitstellung der notwendigen Ladungstragerdichte für die kurzzeitige Führung des Entladungsstroms in der Hauptentladungsstrecke aus dem Plasma gewährleistet.The capacitor can, however, instead also e.g. B. about the cathode of the main discharge vessel are arranged around. To in the circuit of the auxiliary discharge path get by with the smallest possible driving voltage to achieve a The most effective auxiliary discharge possible, the current path of this circuit is preferred dimensioned for the formation of only small resistances. As electrical energy storage Several capacitors can also be used, which are charged in parallel and connected in series for discharge. It becomes only one that way Charging current source with a small voltage value, on the other hand, requires a high driving voltage Voltage gained for the discharge and at the same time the time constant of the discharge circuit determining capacity value is reduced. A supply of the auxiliary discharge path can also be used instead of an electrical energy storage device, such as B. in the form of a Capacitor, take place directly from an electrical energy source, which is permanent is able to deliver electrical energy. So in a simple way a desired one intermittent feeding of the auxiliary discharge path takes place, the z. B. back over a special switching auxiliary discharge vessel can be made can, it is necessary for its proper functioning that this vessel of an alternating voltage source is fed, which is then mutatis mutandis for the purposes of Invention with a higher frequency than the frequency of the main discharge path feeding current must work. Their minimum amount is determined by the fact that a current consumption rate must result in a provision of the necessary Charge carrier density for the brief guidance of the discharge current in the main discharge path guaranteed from the plasma.

Für die Bildung der Hilfsentladungsstrecke zur Bereitstellung der gesteigerten negativen Ladungsträgerdichte des Gefäßes kann entweder eine besondere selbständige Hilfsanode vorgesehen werden, oder es kann als eine solche Anode gegebenenfalls auch ein ah ! ;', sich im Stromrichtergefäß vorhandener Teil, wie z. B. ein isoliert angeordnetes Anodenschutzrohr, ein Steuergitter oder unmittelbar der Vakuumkessel des Stromrichtergefäßes benutzt werden, wenn dessen Kathode gegen die übrige Gefäßwand elektrisch isoliert ist. Das Steuergitter wird dann erfindungsgemäß nach seiner Steuerfunktion in dem Gasentladungsgefäß weiterhin für die Zwecke der Hilfsentladungsstrecke nach der vorliegenden Erfindung während des Brennens der Hauptentladung benutzt. Wird eine besondere selbständige Hilfsanode benutzt, so kann es sich empfehlen, diese schon mit Rücksicht auf einen geringen Anodenfall großflächig auszubilden und möglichst dicht oberhalb des Kathodenquecksilbers anzuordnen. Es wird sich weiterhin empfehlen, für einen raschen Abbau der Restkonzentration an Ladungsträgern in der Nähe der Kathodenoberfläche besondere Entionisierungsflächen vorzusehen, um die Gefahr einer Rückzündung nach der Löschung auszuschließen. Die Rolle dieser Entionisierungsflächen kann im Rahmen der Erfindung auch unmittelbar der Anode der Hilfsentladungsstrecke übertragen werden, wenn diese Elektrode entsprechend ausgebildet und sinngemäß dicht oberhalb des Spiegels der Kathode angeordnet wird. Für die Speisung der Hilfsentladungsstrecke, welche die gesteigerte negative Ladungstrugerdichte hervorruft, war entweder die Benutzung eines besonderen Hilfsentladungsgefäßes angegeben worden, welches die Energiequelle auf diese Hilfsentladungsstrecke schaltet oder die Anwendung einer mit der Hilfsentladungsstrecke integrierenden Steuereinrichtung. Im letzteren Falle kann also erfindungsgemäß auch ohne ein besonderes Hilfsentladungsgefäß gearbeitet werden, indem die Hilfsentladungsstrecke im Stromrichtergefäß mit einem entsprechenden Steuergitter ausgestattet wird, welches eine entsprechende Steuerung erfährt. Dieses Steuergitter wird in diesem Falle vorzugsweise der Anode der Hilfsentladungsstrecke möglichst nahe zugeordnet, um seine Wirkung möglichst vollkommen zu machen.For the formation of the auxiliary discharge path to provide the increased negative charge carrier density of the vessel can either be a special one Independent auxiliary anode can be provided, or it can be used as such an anode if necessary also an ah! ; ', part present in the converter vessel, such as B. an isolated arranged anode protection tube, a control grid or directly the vacuum vessel of the converter vessel can be used if its cathode is against the rest of the vessel wall is electrically isolated. The control grid is then according to the invention according to his Control function in the gas discharge vessel continues for the purposes of the auxiliary discharge path used according to the present invention during the main discharge burning. If a special, independent auxiliary anode is used, it may be advisable to to design these over a large area with consideration for a small amount of anode and to be arranged as close as possible above the cathode mercury. It will continue recommend for a rapid reduction of the residual concentration of charge carriers in the Special deionization surfaces to be provided near the cathode surface in order to Eliminate the risk of flashback after extinguishing. The role of these deionization surfaces can within the scope of the invention also directly the anode of the auxiliary discharge path can be transferred if this electrode is designed accordingly and accordingly tight is arranged above the mirror of the cathode. For the supply of the auxiliary discharge path, which causes the increased negative charge carrier density was either the use a special auxiliary discharge vessel has been specified, which is the energy source switches to this auxiliary discharge path or the application of one with the auxiliary discharge path integrating control device. In the latter case, according to the invention, can also work can be carried out without a special auxiliary discharge vessel by the auxiliary discharge path is equipped with a corresponding control grid in the converter vessel, which is controlled accordingly. This control grid is preferred in this case the anode of the auxiliary discharge path is assigned as close as possible to its effect to make it as perfect as possible.

Eine weitere Lösung gemäß der Erfindung läßt sich dadurch erreichen, daß der Zustrom von negativen Ladungsträgern, der normalerweise bei Betrieb des Gefäßes zu der Gefäßwand hin stattfindet, gesperrt wird. Kann der Zustrom dieser Ladungsträger zur Gefäßwand nicht mehr stattfinden, so fuhrt das zu einer Stei-. gerung der Ladungsträgerdichte in dem Gefäß, denn es bildet sich vor der Gefäßwand eine entsprechende Raumladung aus, die in immer weiter ansteigendem Maße bereits in größeren Entfernungen die negativen Ladungstiggerin ihrem Zustrom zum Gefäß abfängt. Für die Erreichung dieses Effektes wird die Gefäßwand erfindungsgemäß zu den gewünschten Zeitpunkten für die Löschung des Gefäßes schlagartig entsprechend negativ hoch beaufschlagt. Die Größe dieser negativen Beaufschlagungen kann gegebenenfalls so stark gesteigert werden, daß ein unmittelbares Zurücktreiben der negativen Ladungsträger in die Hauptentladungsstrecke stattfindet.Another solution according to the invention can be achieved by that the influx of negative charge carriers that normally occurs when the Vessel takes place towards the vessel wall, is blocked. Can the influx of this Charge carriers to the vessel wall no longer take place, so this leads to a stiffening. the charge carrier density in the vessel, because it forms in front of the vessel wall a corresponding space charge, which is already increasing to an ever increasing extent at greater distances intercepts the negative charge triggers in their influx to the vessel. To achieve this effect, according to the invention, the vessel wall becomes the desired one Points in time for the deletion of the vessel suddenly have a correspondingly high negative impact. The size of these negative impacts can possibly be increased so greatly that an immediate driving back of the negative charge carriers into the main discharge path takes place.

Eine negative Beaufschlagung des Gefäßes für die Zwecke der Erfindung kann auch mittels einer Spannungsquelle erfolgen, die in der Lage ist, nur kurzzeitig einen sehr hohen Strom zu liefern.A negative loading of the vessel for the purposes of the invention can also be done by means of a voltage source that is capable of only briefly to deliver a very high current.

Das kann z. B. erfolgen, indem als elektrische Energiequelle für das Anlegen des Gefäßes an eine negative Spannung gegenüber der Kathode ein Kondensator geeigneter Große benutzt wird, der sinngemäß über eine gesteuerte Hilfsentladungsstrecke auf das Gefäß geschaltet wird. Physikalisch betrachtet, wird dann über diese Hilfsentladungsstrecke an die Gefäßwand und als Verschiebungstrom über die zwischen Plasma und Gefäßwand gebildete Raumladung kurzzeitig ein sehr großer Strom an negativen Ladungsträgem. in die Hauptentladungsstrecke hineingeschickt. Dieses gebildete Plasma ist dann in der Lage, die Hauptentladungsstrecke über einen solchen Zeitraum mit ihrem Strombedarf zu beliefern, so daß der Kathodenfleck während dieses Zeitraums überflüssig und selbsttätig unwirksam wird. Man kann eine solche erfindungsge- J mäße Anordnung auch rein elektrotechnisch in dem Sinne betrachten, daß von der Anode der Hauptentladungsstrecke Über das Plasma, über die schaltende Hilfsentladungsstrecke, den Kondensator, den Kathodenanschluß des Stromrichtergefßes. und den Belastungskreis parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des ilauptentlaclungsgefäßes ein Nebenweg gebildet wird, über welchen für die Zeitdauer des Abbaues des Kathodenfleckes die Stromführung aufrechterhalten wird, für welche der Kondensator die elektrische Energie liefert.This can e.g. B. be done by using a capacitor of suitable size as the electrical energy source for applying the vessel to a negative voltage with respect to the cathode, which is switched to the vessel via a controlled auxiliary discharge path. From a physical point of view, a very large current of negative charge carriers is briefly transferred via this auxiliary discharge path to the vessel wall and as a displacement current via the space charge formed between the plasma and the vessel wall. sent into the main discharge line. This formed plasma is then able to supply the main discharge path with its current requirement over a period of time such that the cathode spot is superfluous and during this period automatically becomes ineffective. Such an inventive J consider appropriate arrangement also from a purely electrotechnical point of view, that from the anode of the main discharge path via the plasma, Via the switching auxiliary discharge path, the capacitor, the cathode connection of the converter vessel. and the load circuit is formed parallel to the anode-cathode path of the main discharge vessel, via which the current conduction is maintained for the duration of the degradation of the cathode spot, for which the capacitor supplies the electrical energy.

Eine solche Nebenwegbildung zur Hauptentladungsstrecke läßt sich auch verwirklichen, ohne daß die Gefäßwand in die Bildung dieses Nebenweges einbezogen ist. So kann für das Treiben der negativen Ladungsträger entweder eine geeignete, besondere Hilfselektrode im Stromrichtergefäß vorgesehen werden, oder es kann eine an sich . für andere Zwecke bereits vorhandene Elektrode oder ein besonderer Teil des Gefäßes hierfür benutzt werden. Die besondere Hilfselektrode kann gebildet werden durch einen großflächigen Körper, welcher im Gefäß im Zuge des Entladungsweges liegt oder diesen vollständig bzw. nur teilweise umschließt. Die an sich vorhandene, nach der vorliegenden Erfindung weitergehend ausgenutzte Elektrode kann z. B. ein Steuergitter oder ein an sich isoliert angeordnetes Anodenschutzrohr des Gefäßes sein. Das Steuergitter der Entladungsstrecke hat seine Funktion während einer Periode des Wechselstromes zunächst bereits erfüllt mit der Freigabe der Entladung zur Anode, so daß es dann mindestens bis zum Zeitpunkt der Beendigung der Brenndauer der Anode ohne Funktion ist. In diesem Zeitraum der Entladung wird nun erfindungsgemäß das streuergitter gegebenenfalls als Hilfsanode bzw. Hilfselektrode benutzt für die Steigerung der negativen Ladungsträgerdichte.Such a secondary path formation to the main discharge path can also be used realize without the vessel wall being involved in the formation of this byway is. For driving the negative charge carriers, either a suitable, special auxiliary electrode can be provided in the converter vessel, or a per se . Existing electrode or a special part for other purposes of the vessel can be used for this. The special auxiliary electrode can be formed by a large body, which lies in the vessel in the course of the discharge path or encloses it completely or only partially. The actually existing, after the present invention further utilized electrode can, for. B. a control grid or an anode protection tube of the vessel arranged in isolation. The control grid the discharge path has its function during a period of the alternating current initially already met with the release of the discharge to the anode, so that it then at least until the end of the burning time of the anode has no function is. According to the invention, the scatter grille is now activated during this period of discharge possibly used as an auxiliary anode or auxiliary electrode for increasing the negative charge carrier density.

Für die jeweils benutzte Elektrode besteht allgemein die Bedingung, daß sie im Plasma liegt und eine genügend große Flache aufweist, damit sie in der Lage ist, bei ihrer Spannungsbeaufschlagung aus ihrer Umgebung eine genügend große Menge an negativen Ladungsträgern in das übrige Plasma des Gefäßes bzw. in den Weg der Hauptentladung zurückzutreiben, damit diese eine genügende negative Ladungsträgerdichte zum Zeitmoment der beabsichtigten Loschung aufweisen.For the electrode used in each case, there is generally the following condition: that it lies in the plasma and has a sufficiently large area that it is in the Is able to with their application of tension from their environment a sufficiently large amount of negative charge carriers in the rest of the plasma of the vessel or to drive it back into the path of the main discharge so that it has a sufficient negative Have charge carrier density at the moment of the intended deletion.

Für die Zwecke einer Teilaussteuerung der Stromrichtergefäße im Verlauf jeder Periode des speisenden Wechselstroms können erfindungsgemäß nur einanodige Entladungsgefäße benutzt werden. Für die Zwecke eines Schutzes gegen Überströme oder Kurzschlüsse kann die Erfindung jedoch auch bei mehranodigen Entladungsgefäßen Anwendung finden.For the purpose of a partial control of the converter vessels in the course According to the invention, only one-anode periods of each period of the feeding alternating current can be used Discharge vessels are used. For the purpose of protection against overcurrents or short circuits, however, the invention can also in the case of multi-anode discharge vessels Find application.

Die Anwendung der Erfindung ist ferner nicht auf solche Anordnungen beschränkt, bei denen die Hauptentladungsstrombahn im Ent- ladungsgefaß mit Wechselstrom gespeist ist, sondern sie läßt sich mit dem gleichen Erfolg auch anwenden, wenn die Hauptentladungsstrombahn des Gefäßes mit Gleichstrom gespeist ist. Die Erfindung läßt sich daher insbesondere auch vorteilhaft anwenden, um hochgespannte Gleichströme mit Hilfe eines Entladungsgefäßes als Schalter zu unterbrechen. Einige beispielsweise Schaltungsanordnungen für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Figuren der Zeichnung. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bezeichnet 1 das Latentladungsgefäß mit der Anode la, dem Steuergitter Ib und mit einer Blende 1c, die den aufsteigenden Metalldampf in dem Gefäß nach den Gefäßwänden bzw. nach Kondensationsflächen hin ablenkt. 2 bezeichnet den Tauchzündstift des Gefäßes für dessen Initialzündung im Verlaufe jeder Periode der Wechselspannung, die an der Anode la und der Quecksilberkathode 3 des Gefäßes 1 liegt. Mit 4 ist ein Hilfsentladungsgefäß bezeichnet. Dieses dient zur zeitlich vorbestimmten Steuerung der Entladung des Kondensators 5 über die Hilfsanode 6, um auf diese Weise in dem Gefäß die zusätzliche Entladung zu erzeugen, durch welche erfindungsgemäß eine gegenüber dem für die Hauptentladung bedingten Maß gesteigerte negative Ladungsträgerdichte geschaffen und für die Löschung der Hauptentladungsstrecke während der Abbauzeit der Kathodenflecke bereitgestellt ist. Zur Ladung des Kondensators 5 dient eine Wechselstromquelle, die den Transformator 9 speist, von dessen Sekundärwicklung über einen Begrenzungswiderstand 7 und das Ventil 8 der Kondensator 5 mit elektrischer Energie beschickt und mit bestimmter Polarität aufgeladen wird. Soll ein zwischen der Anode la und der Kathode 3 bestehender Lichtbogen gelöscht werden, so wird das Entladungsgefäß 4, welches nach dem Beispiel als Gefäß mit Initialzündung ausgebildet ist, mittels des Zündstiftes 4a gezündet. Der Kondensator 5 kann sich nunmehr über die durch die Hilfsanode 6 und die Kathode 3 gebildete Strecke entladen. Nachdem die Entladung des Kondensators 5 unter Bildung einer Entladung bzw. eines stromes von der Hilfsanode 6 nach der Kathode 3 mit entsprechend hoher Stromänderungsgeschwindigkeit bis auf einen bestimmten unteren Wert abgesunken ist, wird diese Entladung im Gefäß 4 selbsttätig unterbrochen, und damit ist in dem Plasma des Gefäßes 1 eine Ladungsträgerdichte bereitgestellt, die den Betrag überschießt, der für die Aufrechterhaltung des Lichtbogens zwischen der Anode la und der Kathode 3 erforderlich wäre. Auf Grund dieses Überschusses an negativer Ladungsträgerdichte wird der über die Hauptentladungsstrecke bestehende Lichtbogen aus diesem stromstarken Plasma kurzzeitig derart mit Ladungsträgern beliefert, daß für die Aufrechterhaltung dieses Stromes keine Elektronenmission aus dem Kathodenfleck bzw. den Kathodenflecken erforderlich ist. Diese Nichtbeanspruchung des Kathodenfleckes bzw. der Kathodenflecke für die Elektronenlie- ferung macht die bisherige Existenz des Kathodenflecks überflüssig, so daß dieser selbsttätig zum Erlöschen kommt. In jeder nachfolgenden Periode des die Hauptentladungsstrecke (la-3) speisenden Wechselstromes wird über den Zündstift 2 dieses Gefäß zu dem erwünschten Zeitmoment neu gezündet, so daß die Hauptentladung zwischen der Anode la und der Kathode 3 wieder gebildet wird.The application of the invention is also not limited to such arrangements in which the main discharge current path in the discharge charge vessel is fed with alternating current, but it can be Can also be used with the same success if the main discharge path of the vessel is supplied with direct current. The invention can therefore also be used advantageously in order to interrupt high-voltage direct currents with the aid of a discharge vessel as a switch. Some example circuit arrangements for the application of the invention illustrate the figures of the drawing. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, 1 denotes the latent discharge vessel with the anode la, the control grid Ib and with a diaphragm 1c which deflects the rising metal vapor in the vessel towards the vessel walls or towards the condensation surfaces. 2 designates the immersion ignition pin of the vessel for its initial ignition in the course of each period of the alternating voltage which is applied to the anode 1 a and the mercury cathode 3 of the vessel 1. 4 with an auxiliary discharge vessel is designated. This is used to control the discharge of the capacitor 5 via the auxiliary anode 6 at a predetermined time in order to generate the additional discharge in the vessel, through which, according to the invention, an increased negative charge carrier density compared to the level required for the main discharge is created and for the extinction of the main discharge path is provided during the degradation time of the cathode spots. To charge the capacitor 5, an alternating current source is used, which feeds the transformer 9, from the secondary winding of which via a limiting resistor 7 and the valve 8 the capacitor 5 is charged with electrical energy and charged with a certain polarity. If an arc existing between the anode 1 a and the cathode 3 is to be extinguished, the discharge vessel 4, which according to the example is designed as a vessel with initial ignition, is ignited by means of the ignition pin 4 a. The capacitor 5 can now discharge over the path formed by the auxiliary anode 6 and the cathode 3. After the discharge of the capacitor 5 has dropped to a certain lower value with the formation of a discharge or a current from the auxiliary anode 6 to the cathode 3 with a correspondingly high rate of current change, this discharge in the vessel 4 is automatically interrupted, and thus is in the plasma of the vessel 1 provides a charge carrier density that exceeds the amount that would be required to maintain the arc between the anode 1 a and the cathode 3. Because of this excess of negative charge carrier density, the arc from this high-current plasma is briefly supplied with charge carriers over the main discharge path in such a way that no electron emission from the cathode spot or cathode spots is required to maintain this current. This failure to use the Cathode spot or the cathode spot for the electron supply ferung makes the previous existence of the cathode spot superfluous, so that it goes out automatically. In each subsequent period of the alternating current feeding the main discharge path (la-3), this vessel is re-ignited at the desired instant via the ignition pin 2, so that the main discharge between the anode la and the cathode 3 is formed again.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine Anordnung, wobei die für die Belieferung der Hilfsentladungsstrecke benutzte Kapazität in ihrem konstruktiven Aufbau dem übrigen Entladungsgefüß angepaßt ist und außerdem aus mehreren Kondensatoren besteht.The embodiment of Fig. 2 shows an arrangement, wherein the for the supply of the auxiliary discharge path used in its constructive capacity Structure is adapted to the rest of the discharge vessel and also consists of several capacitors consists.

Diese sind für die Aufladung parallel geschaltet und werden für die Entladung in Reihe geschaltet. In dieser Figur sind wieder mit 1 das Stromrichtergefäß und mit 4 das Hilfsentladungsgefäß für die Steuerung der Speisung der Hilfsentladungsstrecke in dem Stromrichtergefäß bezeichnet. Die Kapazität 5 besteht in diesem Falle aus zwei Kondensatoren 5a und 5b in der Form von Kreisringscheiben. Der innere Durchmesser dieser Kreisringscheiben. ist derart bemessen, daß er größer ist als der Durchmesser des von ihnen umschlossenen Kathodenteiles des Gefäßes. Die Anode der Hilfsentladungsstrecke ist ebenfalls wieder mit 6 bezeichnet.These are connected in parallel for charging and are used for Discharge connected in series. In this figure, 1 is again the converter vessel and with 4 the auxiliary discharge vessel for controlling the supply of the auxiliary discharge path referred to in the converter vessel. The capacity 5 consists in this case two capacitors 5a and 5b in the form of circular rings. The inner diameter these circular ring disks. is dimensioned so that it is larger than the diameter of the cathode part of the vessel enclosed by them. The anode of the auxiliary discharge path is also referred to again with 6.

Sie hat in diesem Falle eine großflächige Ausdehnung mit entsprechenden Durchgangsöffnungen, durch welche die Entladung zwischen der Anode und der Kathode passieren kann. Durch diese großflächige Gestaltung ist diese Elektrode unmittelbar ausnutzbar als ein Körper für die Beschleunigung des Entionisierungsvorganges sowohl nach dem Erlöschen der Hauptentladung als auch bereits nach der Unterbrechung der Hilfsentladung. Für die Aufladung der Kapazitäten 5a und 5b dient eine Wechselspannungsquelle, die ihre Energie über einen Transformator 9 und zwei Ventilstrecken 8a und 8b sowie Begrenzungswiderstände 7a bzw. 7b liefert. Durch die besondere Einschaltung der Ventile werden beide Halbwellen des über den Transformator 9 gelieferten Wechselstromes nacheinander für die Ladung je einer der Kapazitäten 5a bzw. 5b ausgenutzt. Diese Schaltungsanordnung bedarf über diese Beschreibung hinaus keiner weiteren Erläuterung, da sie im ibrigen sinngemäß wirkt wie die Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bei entsprechender Steuerung des Schaltgefäßes 4 und des Initialzünders 2.In this case, it has a large area with corresponding Through openings through which the discharge between the anode and the cathode can happen. This electrode is direct because of this large-area design can be used as a body for accelerating the deionization process as well after the main discharge has gone out as well as after the interruption of the Auxiliary discharge. An AC voltage source is used to charge the capacitors 5a and 5b, their energy via a transformer 9 and two valve sections 8a and 8b as well Limiting resistors 7a and 7b supplies. Due to the special involvement of the Valves become both half-waves of the alternating current supplied via the transformer 9 one of the capacities 5a or 5b is used one after the other for the charge. These Circuit arrangement does not require any further explanation beyond this description, since it otherwise works in the same way as the arrangement according to the exemplary embodiment according to Figure 1 with appropriate control of the switching vessel 4 and the igniter 2.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bezeichnet 1 wieder das Stromrichtergefäß, welches die Hauptentladung führt. 5 ist ein Kondensator, der von einer Wechselspannungsquelle über den Transformator 9, den Begrenzungswiderstandund das Ventil 8 aufgeladen wird, so daß er sich bei einer Zündung des Schaltgefäßes 4 entladen kann. Wie aus einem Vergleich der.'. rt der Einschaltung der Ventile 8 in Fig. 1 und der Fig. 3 zu erkennen ist, ist bei der letzteren Ausführung das Ventil 8 mit der umgekehrten Durchlaßrichtung eingeschaltet. Der Kondensator 5 wird sinngemäß nunmehr mit der umgekehrten Polarität aufgeladen wie nach Fig. 1, so daß also der in der Figur oben liegende Belag negatives und der unten liegende Belag positives Potential besitzen. Bei einer Zündung des Gefäßes 4 wird also schlagartig die gegen die Kathode isolierte Gefäßwand des Stromrichtergefßes 1 negativ beauf- 0 schlagt. Hierdurch wird-wie bereits oben beschrieben-ein starker Verschiebungsstrom über einen durch die Gefäßwand und die dieser benachbarte Grenze des Plasmas gebildeten Kondensator erzeugt, der die Elektronen für die Aufrechterhaltung des Stromes in der Hauptentladungsstrecke bereitstellt und dadurch die Elektronemission aus dem Kathodenfleck überflässig macht, so daß dieser verschwindet. 11 bezeichnet in dieser Figur ein Entionisierungsgitter vor der Kathodenoberfläche.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, 1 again denotes the converter vessel which carries the main discharge. 5 is a capacitor which is charged from an alternating voltage source via the transformer 9, the limiting resistor and the valve 8, so that it can discharge when the switching vessel 4 is ignited. As from a comparison of the. '. When the switching on of the valves 8 can be seen in FIG. 1 and FIG. 3, in the latter embodiment the valve 8 is switched on with the reverse flow direction. The capacitor 5 is now charged with the opposite polarity as in FIG. 1, so that the coating at the top in the figure has a negative potential and the coating at the bottom has a positive potential. When the vessel 4 is ignited, the one against the cathode is suddenly triggered insulated vessel wall of the converter vessel 1 negatively 0 beats. As already described above, this generates a strong displacement current via a capacitor formed by the vessel wall and the plasma boundary adjacent to it, which provides the electrons for maintaining the current in the main discharge path and thus makes the electron emission from the cathode spot superfluous, see above that this disappears. In this figure, 11 denotes a deionization grid in front of the cathode surface.

In dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher für die Steigerung der negativen Ladungsträgerichte ein Generator 10 von höherer Frequenz als der Frequenz des die'Anoden-Kathoden-Strecke des Stromrichergefäßes 1 speisenden Wechselstromes benutzt wird. Diese Wechselspannungsquelle 10 kann mittels der beiden Hilfsentladungsgefäße 4a und 4b mit dem Kessel des Stromrichtergefäßes 1 zusammengeschaltet werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, an arrangement is shown in which a generator 10 of higher frequency than the frequency of the alternating current feeding the anode-cathode path of the rectifier vessel 1 is used to increase the negative charge carrier density. This AC voltage source 10 can by means of the two auxiliary discharge vessels 4a and 4b with the boiler of the converter vessel 1 are interconnected.

Durch die dargestellte Einschaltung der Hilfsentladungsgefäße 4a und 4b kann über das Gefäß 4a die positive Halbwelle auf den Kessel des Stromrichtergefäßes geschaltet werden und über das Gefäß 4b die negative Halbwelle. Es war bereits weiter oben die Wirkung einer Anordnung nach der Erfindung erläutert worden, bei welcher eine positive Beaufschlagung der Kesselwand flir die Steigerung der negative Ladungsträgerdichte in dem Gefäß benutzt wird ; ferner war auch diejenige Anordnung in ihrer Wirkung erläutert worden, nach welcher eine negative elektrische Beaufschlagung der Kesselwand für die Steigerung der negativen Ladungstrugerdichte in dem Gefäß benutzt wird. Somit ist aus diesem Hinweis bereits zu entnehmen, daß die dargestellte Anordnung Nutzen für die Zwecke und Wirkung der Erfindung aus beiden grundsätzlichen Schaltungsanordnungen zieht unter Ausnutzung beider Halbwellen des von der Spannungsquelle 10 gelieferten Wechselstromes. Durch eine solche Anordnung wird unter rein statistische Gesichtspunkten eine größere Sicherheit der Wirkungsweise erreicht, falls ein für die Steigerung der negativen Ladungsträgerdichte benutzter Impuls nicht zu der Löschung geführt haben sollte, so daß also dann unmittelbar bereits im Verlaufe der nachfolgenden Halbwelle des Wechselstromes der Spannungsquelle 10 ein erneuter Impuls entgegengesetzter Polarität für die Steigerung der negativen Ladungsträgerdichte auf das Stromrichtergefäß 1 gegeben wird. By switching on the auxiliary discharge vessels 4a shown and 4b, the positive half-wave can be transmitted to the vessel of the converter vessel via the vessel 4a are switched and the negative half-wave via the vessel 4b. It was already further above the effect of an arrangement according to the invention has been explained in which a positive loading of the boiler wall to increase the negative charge carrier density is used in the vessel; furthermore, that arrangement was also effective have been explained, after which a negative electrical loading of the boiler wall is used to increase the negative charge carrier density in the vessel. Thus, it can already be seen from this note that the arrangement shown Benefit for the purposes and effect of the invention from both basic circuit arrangements draws using both half-waves of the one supplied by the voltage source 10 Alternating current. Such an arrangement is from a purely statistical point of view achieves greater reliability of the mode of action, if one for the increase in the negative charge carrier density used pulse does not lead to the cancellation should have led, so that then immediately in the course of the following Half-wave of the alternating current of the voltage source 10 is another pulse in the opposite direction Polarity for increasing the negative charge carrier density on the converter vessel 1 is given.

Es wurde bereits weiter oben darauf hingewiesen, daß die negative Ladungsträgerdichte, die in dem Gefäß geschaffen wird, entsprechend den zu beherrschenden Betriebsfällen bemessen werden muß.It has already been pointed out above that the negative Charge carrier density that is created in the vessel, corresponding to that to be controlled Operating cases must be measured.

Soll also eine Anordnung sowohl für eine Teilaussteuerung des Stromrichters als auch z. B. für die Beherrschung von Kurzschlüssen wirksam sein, so mußte bei Benutzung nur einer Hilfsentladungsstrecke und nur eines elektrischen Energiespeichers bzw. einer Spannungsquelle für deren Speisung die Energie dieser Spannungsquelle, z. B. des Kondensators, so bemessen werden, daß sie durch die von ihr gespeiste Hilfsentladungsstrecke die gesteigerte negative Ladungsträgerdichte bereitzustellen in der Lage ist, um den Kurzschlußstrom in der Hauptentladungsstrecke zu löschen. Das würde betriebsmäßig einen dauernd hohen Energieaufwand für die Speisung der Hilfsentladungsstrecke bedeuten. Dieser Aufwand läßt sich jedoch erfindungsgemäß dadurch herabsetzen, daß für die Speisung der Hilfsentladungsstrecke zwei elektrische Energiespeicher benutzt werden. Von diesen kann der eine nur die elektrischen Verhältnisse beherrschen für die Teilaussteuerung des Gefäßes, also die normale gezielte Löschung im Verlaufe einer Periode während des ordnungsmäßigen Betriebes des Entladungsgefäßes und der andere diejenigen elektrischen Verhältnisse, welche im Kurzschlußfalle vorliegen. Statt dessen kann auch für die Beherrschung der Kurzschlußlöschung der zweite Kondensator mit dem ersten zu einer Batterie zusammengeschaltet werden, vorzugsweise in Form einer Reihenschaltung, die dann auf die Hilfsentladungsstrecke geschaltet wird. Der elektrische Energiespeicher bzw. Zusatzenergiespeicher für die Kurzschlußlöschung wird dann nur in Wirkung gesetzt, wenn ein solcher Kurzschluß auftritt, waswie bereits oben angegeben worden ist-erfolgen kann z. B. in Abhängigkeit von der Stromänderung in der Kathodenzuleitung des Stromrichters, indem von dieser ein entsprechender Impuls abgeleitet wird zur Steuerung der Schalteinrichtung, durch welche der geladene Kondensator für die Kurzschlußlöschung entweder auf die gleiche Hilfsentladungsstrecke oder eine besondere Hilfsentladungsstrecke an dem Stromrichtergefåß geschaltet wird für die Erzeugung der Steigerung der negativen Ladungsträgerdichte. Man kann also beispielsweise in der Ausführung nach Fig. 1 der Hilfsentladungsstrecke, welche gebildet wird durch die Anode 6 und die Kathode 3, ein zweites Speisesystem aus einem entsprechenden Kondensator nach Art von 5 und einem entsprechenden Entladungs- gefäß nach Art von 4 zuordnen. nä Ladung des anderen Kondensa- tors muß dann sinngemäß eine entsprechend anders bemessene Span- nung bzw. Spannungsquelle benutzt werden. So should an arrangement both for a partial control of the converter and z. B. be effective for the control of short circuits, so had to use only one auxiliary discharge path and only one electrical energy storage or a voltage source for their supply, the energy of this voltage source, z. B. the capacitor, are dimensioned so that it is able to provide the increased negative charge carrier density through the auxiliary discharge path fed by it in order to extinguish the short-circuit current in the main discharge path. In terms of operation, this would mean a constantly high expenditure of energy for feeding the auxiliary discharge path. According to the invention, however, this effort can be reduced by using two electrical energy stores to feed the auxiliary discharge path. Of these, one can only master the electrical conditions for the partial control of the vessel, i.e. the normal targeted deletion in the course of a period during the normal operation of the discharge vessel and the other those electrical conditions that exist in the event of a short circuit. Instead of this, the second capacitor can also be connected to the first to form a battery in order to control short-circuit extinction, preferably in the form of a series connection, which is then connected to the auxiliary discharge path. The electrical energy storage or Additional energy storage for short-circuit extinguishing is then only activated when such a short-circuit occurs, which as has already been indicated above can take place e.g. B. depending on the change in current in the cathode lead of the converter by deriving a corresponding pulse from this to control the switching device, through which the charged capacitor for short-circuit extinction is switched either to the same auxiliary discharge path or a special auxiliary discharge path on the converter vessel for the Generation of the increase in the negative charge carrier density. For example, in the embodiment according to FIG. 1 of the auxiliary discharge path, which is formed by the anode 6 and the cathode 3, a second feed system from a corresponding one can be used Capacitor according to type 5 and a corresponding discharge assign vessel according to type 4. next charge of the other condenser tors must then correspondingly a correspondingly differently dimensioned clamping voltage or voltage source can be used.

Die Figur 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für'eine Anordnung, bei welcher für das Schalten der elektrischen Energiequelle auf die Hilfsentladungsstrecke nicht ein besonderes Hilfsentladungsgefäß benutzt wird, sondern für die Steuerung dieser Speisung unmittelbar die Hilfsentladungsstrecke mit einem entsprechenden Steuergitter ausgestattet ist. Soweit in dieser Figur wieder die gleichen Teile vorhanden sind wie in den anderen Figuren, sind unmittelbar die gleichen Bezugszeichen für die einzelnen Teile beibehalten worden. Wie aus der Figur zu entnehmen ist, ist der Hilfsanode in diesem Falle das besondere Steuergitter 6a zugeordnet, welches über einen Steuersatz 12 entsprechend an die Sperrspannung und an eine Steuerspannung für die Freigabe der Entladung zur Hilfsanode 6 gelegt wird. Die Fig. 6 zeigt eine mögliche Weiterbildung der Erfindung, deren Wesen darin besteht, daß an einem zu löschenden Stromrichtergefäß gleichzeitig eine besondere Entladungsstrecke als Quelle für. die Erzeugung einer gesteigerten negativen Ladungsträgerdichte und eine Einrichtung für das Treiben der vorzugsweise negativen Ladungsträger bzw. Elektronen'in das Plasma der Hauptentladungsstrecke in dem Stromrichtergefäi) Eeidé Einrichtungen werden in diesem Fall derart gesteuert, daß die als Quelle wirksame Entladungsstrecke für die Erzeugung von negativen Ladungsträgern in ihrer Arbeitsweise für jeden Löschvorgang jeweils der die x X) benutzt sind. negativen Ladungsträger treibenden Einrichtung zeitlich voreilt.FIG. 5 illustrates an exemplary embodiment of an arrangement in which a special auxiliary discharge vessel is not used for switching the electrical energy source to the auxiliary discharge path, but rather the auxiliary discharge path is equipped with a corresponding control grid to control this supply. Insofar as the same parts are present in this figure as in the other figures, the same reference numerals have been retained for the individual parts. As can be seen from the figure, the auxiliary anode is assigned the special control grid 6a in this case, which is connected to the blocking voltage and a control voltage for the release of the discharge to the auxiliary anode 6 via a control set 12. FIG. 6 shows a possible further development of the invention, the essence of which is that a special discharge path as a source for at the same time a converter vessel to be extinguished. the generation of an increased negative charge carrier density and a device for driving the preferably negative charge carriers or electrons into the plasma of the main discharge path in the converter vessel in their mode of operation for each deletion process the x X) are used. negative charge carrier driving device is ahead of time.

Die einzelnen Teile haben, sofern sie bereits in den Ausführungbeispielen der früheren Figuren enthalten waren, wieder die gleichen Bezugszeichen erhalten. Es werden in diesem Falle von einer Wechselspannungsquelle über den Transformator 9 die beiden Kon- densatoren 5a und 5b über die Gleichrichter Sa bzw. 8b und die zu Widerstände 7a bzw. 7b aufgeladen. Der Anode 6 der Hilfsentla- dungsstrecke ist in diesem ? alle wieder für die Freigabe dieser Entladung ein Steuergitter 6a zugeordnet. Zum Schalten des Kondensators 5b des elektrischen Energiespeichers auf die Strecke Kesselwand-Kathode dient das zündstiftgesteuerte Gefäß 4b. Wie aus der rt der Einschaltung der Ventile 8a bzw. 8b und der Kondensatoren 5a und 5b hervorgeht, wird bei der Freigabe der Hilfsentladungsstrecke von 6 nach 3 durch eine entsprechende Steuerung des Gitters 6a der Kondensator 5a für die Speisung dieser Hilfsentladungsstrecke wirksam. Kurzzeitig danach im Löschaugenblick der Hilfsentladungsstrecke von 6 nach 3, der durch die abklingende Ladung des Kondensators bestimmt ist, wird durch Zünden des Gefäßes 4b mittels seines Zundstiftes der Kondensator 5b mit seinem negativ geladenen Belag auf die Kesselwand des Stromrichtergesetzes 1 geschaltet. Es ist nach dieser Schilderung ohne weiteres, zu übersehen, daß bei dieser Anordnung zunächst jeweils in der angegebenen Weise die Hilfsentladungsstrecke 6a-3 wirksam wird für die Erzeugung einer geeigneten negativen Ladungsträgerdichte und daß anschließend die Gefäßwand wirksam wird für das Hineintreiben der erzeugten Ladungsträger in den Bereich der Hauptentladungsstrecke. Um einen wertmäßigen Anhalt für die Ladungstragerdichte in einem Stromrichtergefäß zu geben, wird darauf hingewiesen, daß in diesen bei den üblichen Konstruktionen für die Führung eines Stromes von. etwa 1 000 Ampere eine negative Ladungsträgerdichte von etwa 1013 je cm erforderlich ist r die Löschung eines solchen Lichtbogens ist also dann erfindungsgemäß eine negative Ladungsträgerdichte von mindestens insgesamt etwa 1014 je cm, in dem Plasma vor der zu löschenden Anode bereitzustellen. 6Fig. 24Ansprüche Insofar as they were already contained in the exemplary embodiments of the earlier figures, the individual parts have again been given the same reference numerals. In this case there will be a AC voltage source via the transformer 9, the two con- capacitors 5a and 5b via the rectifier Sa and 8b and the to Resistors 7a and 7b charged. The anode 6 of the auxiliary discharge line is in this? everyone again for sharing this Discharge associated with a control grid 6a. The ignition pin-controlled vessel 4b is used to switch the capacitor 5b of the electrical energy storage device to the boiler wall-cathode route. As can be seen from the switching on of the valves 8a or 8b and the capacitors 5a and 5b, when the auxiliary discharge path from 6 to 3 is released by appropriate control of the grid 6a, the capacitor 5a is effective for supplying this auxiliary discharge path. Shortly thereafter, at the moment of extinguishing the auxiliary discharge path from 6 to 3, which is determined by the decaying charge of the capacitor, the capacitor 5b with its negatively charged coating is switched to the boiler wall of the converter law 1 by igniting the vessel 4b by means of its ignition pin. According to this description, it can easily be overlooked that with this arrangement the auxiliary discharge path 6a-3 is initially effective in the specified manner for generating a suitable negative charge carrier density and that the vessel wall is then effective for driving the generated charge carriers into the Area of the main discharge path. To provide an indication of the value of the charge carrier density in one To give converter vessel, it is pointed out that in these with the usual constructions for the conduct of a current of. about 1,000 amperes a negative charge carrier density of about 1013 per cm is required r the extinguishing of such an arc is then according to the invention a negative charge carrier density of at least a total of about 1014 per cm in the plasma in front of the anode to be extinguished. 6Fig. 24 Claims

Claims

Protection claims 1. Device for controlling the burning time of electrical Metal vapor or gas discharge vessels, characterized in that the desired Extinguishing moment of the burning discharge in the converter vessel, which occurs when the power is supplied with alternating current in each period of the same by means of its immersion ignition pen is ignited, such a density of negative charge carriers or electrons in its plasma is only provided for feeding and extinguishing the main discharge which is the one for the lead "; of the current in the main discharge path to be extinguished Required measure for the duration of the degradation of the cathode spot or the cathode spots in the vessel by about an order of magnitude or more.

2. Device according to claim 1, characterized in that an auxiliary discharge path is provided to provide the increased density of negative charge carriers in the converter vessel, which is put into effect and again ineffectively before the desired extinguishing moment at such a current decrease rate that a sufficient charge carrier density until the cathode spot or the cathode spots ge-I have been broken down is true. i Device according to claim 2, characterized in that. that these Auxiliary discharge section with a special independent help anode in the hopper vessel. ''":

! 4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the anode of the auxiliary discharge path is a part already present in the converter vessel, such as an insulated part. arranged anode protection tube, a control grid or directly the The vessel wall of the vessel, which is insulated from the cathode, is used. . I. 5. Device according to claim 4, characterized in that the Control grid after fulfilling its function of releasing the

Main discharge to the anode while the main discharge is burning. is used as the anode of the auxiliary discharge path. 6. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that large-area bodies are provided above the cathode mirror to promote the deionization of the.

Discharge path after the cathode spots have gone out.

7. Device according to claim 6, characterized in that the independent Auxiliary anode formed over a large area and just above the level of the cathode mercury is arranged for the simultaneous takeover of the function of a deionization the discharge path accelerating body.

8. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the auxiliary discharge path by the action of a control device-to the appropriate Time for deletion from a power source suitable for permanent energy supply which is fed in relation to the frequency of the main discharge path flowing alternating current supplies a current so high frequency that the desired Current decrease rate on the auxiliary discharge path before the extinguishing moment of the Main discharge is reached.

9. Device according to claim 1 or one of the following to claim 7, characterized in that an electrical storage element is used as the power source for feeding the auxiliary discharge path to increase the negative charge carrier density, preferably in the form of a capacity which is charged at the appropriate times and for the times of deletion is switched to the auxiliary discharge path. 10. Device according to claim 9, characterized. characterized in that the electrical storage element consists of several capacitors, which are either connected in parallel at the same time or 0

charged on the other by the same voltage source and connected in series to the auxiliary discharge path for their discharge. 11. The device according to claim 1, characterized in that for the provision of the increased density of negative charge carriers in the converter vessel between an auxiliary electrode and the cathode briefly and suddenly such an electrical voltage with negative polarity is applied to the auxiliary electrode that this auxiliary electrode the electrons that are in their feasibility are driven into the plasma of the main discharge path in such an amount that the discharge from the plasma via the main anode of the vessel is automatically maintained without using the cathode spot.

12. The device according to claim 11, characterized in that an integral part present in the vessel, such as an anode protection tube, a control grid or directly insulated from the cathode of the vessel, serves as a negatively acted auxiliary electrode for driving the nctiven charge carriers. 13. Device according to claim 11 and 12, characterized in that a capacitance is used for the supply of the electrical voltage, which is switched to the auxiliary electrode and the cathode of the vessel after its previous charge. 14. Device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that for switching the voltage source to r Delivery of the auxiliary discharge line for increasing the negative charge carrier density or the application of the voltage

Between the auxiliary electrode and the cathode of the converter vessel, an ignition pin-controlled vessel is used, which preferably works with an ignition pin with a dielectric coating. 15. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that for the control of the supply of the auxiliary discharge path this is itself equipped with a control grid which is controlled accordingly. 16. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the capacitance used as an electrical storage device, consisting of one or more capacitors, is structurally adapted to the shape of the converter vessel.

17. Device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the circuit for the auxiliary discharge path with as possible is dimensioned or constructed with a small inductance. 18. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the circuit of the auxiliary discharge path is dimensioned with the smallest possible effective resistance.

19. Device according to claim 17, characterized in that the switching vessel for the circuit of the auxiliary discharge path is inserted directly into the bushing for the feed line of the auxiliary discharge path of the converter vessel.

20. Device according to claim 19, characterized in that the The structure of the capacitance used as an electrical storage element is the switching auxiliary discharge vessel is assigned and adapted and this preferably directly with its coverings encloses.

21. Device according to claim 1 or one of the following, characterized by using them as a switch in a rectifier circuit.

22. Device according to claim 8 and 11, characterized in that between an alternating voltage source for continuous energy supply of higher Frequency as the frequency of the main discharge of the converter vessel Alternating current and an auxiliary electrode, optionally in the form of against the cathode insulated boiler wall, two controllable auxiliary discharge vessels switched on in this way are that both half-waves of the higher frequency supplied by the AC voltage source Alternating current through the control of the auxiliary vessels one after the other for the increase the negative charge carrier density in the vessel on the auxiliary electrode or the vessel wall can be switched. 23. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that for the formation of the increased negative charge carrier density several electrical energy sources are provided which, depending on the operating conditions to be controlled, ! like a deletion when the converter is partially driven or a deletion of the same in the event of a short circuit individually or jointly, operationally or automatically come into effect or become effective.

24. Device according to claim 2 and 11 and one or more of other claims, characterized in that both an auxiliary discharge path as a source for the generation of an increased negative charge carrier density than a drive electrode system is also provided for the negative charge carriers, the effect of the specified discharge path on the drive electrode system ahead of time.