Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 13. 29 mars 1947 - Grundläggande problem vid högspänd likströmsöverföring, av Uno Lamm
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
308
TEKNISK TIDSKRIFT
sin förmåga att spärra mot den negativa
spänningen på anodsidan. De olika individerna
uppföra sig i detta avseende mycket olika, vilket man
anser bero på olikheter i materialrenhet, och
frekvensen av dylika baktändningar varierar
beroende på driftspänning, effekt och
individualitet mellan sådana värden som en vart tionde
år och en i månaden på vad man brukar anse
vara fullt vederhäftiga fabrikat.
För kraftöverföring med högspänd likström
räknar man ju med likspänningar på linjen av minst
250 kV mot jord och gärna mycket högre.
Effekterna äro samtidigt så stora, att man bör
uppdela dem på flera enheter, så att varje
ändstation kommer att innehålla flera samverkande
strömriktare. Många skäl tala därvid, som jag
senare skall visa, för att seriekoppla dessa olika
enheter, alltså tvärtemot vad man eljest är van
att göra inom krafttekniken, där man ju utan
undantag parallellkopplar de generatorer och
transformatorer, som samverka i en station. Man
kommer på så sätt till en likspänning per
strömriktare på 50 à 100 kV, alltså det 15- à 30-faldiga
av vad man hittills åstadkommit i större
kommersiell skala. Det är givet, att därvid
spärrnings-problemet, dvs. svårigheterna att undvika
bak-tändning, i hög grad tenderar att öka. Genom en
radikal sänkning av specifika strömbelastningen
på anoderna, en utomordentligt omsorgsfull
formgivning av elektroderna och materialrenhet är
det visserligen möjligt att bygga jon ventiler efter
konventionella principer, vilka uthärda
motsvarande höga spärrspänningar. Man kan däremot
icke nå detta resultat genom att helt enkelt öka
avståndet mellan elektroderna, såsom man är van
vid, när det gäller spänningshållfasthet mellan
elektroder i luft. Inte nog därmed, man kan inte
ens i dessa vakuumapparater tala om en viss
bestämd spänning, som ventilen uthärdar utan
överslag, utan hållfastheten mot höga
spärrspänningar är en statistisk fråga. För en viss ventil
kan man sålunda tala om en viss
baktändnings-frekvens vid dels en viss spänning, dels andra
mycket noga definierade förhållanden.
I arbetsintervallet utgör katodfläcken på
katodens kvicksilveryta en rikt givande elektronkälla.
Elektronerna accelereras av det elektriska fältet
mot anoden och ombesörja praktiskt taget hela
strömtransporten. Tack vare det höga vakuum
som råder — den väsentliga atmosfären består
av kvicksilverånga av ett tryck på någon
hundradels torr — blir elektronernas fria
medelvägslängd ganska stor, men de kollidera likväl ett
flertal gånger med neutrala kvicksilveratomer och
klyva dessa i en elektron och en positiv jon.
Jonerna ha den betydelsen, att de äro till städes
överallt i bågkanalen i samma täthetsgrad som
elektronerna och därigenom kompensera dessas
rymdladdning. Detta är det karakteristiska för
en jonventil i motsats till en elektronventil, och
den lagom avpassade ångtätheten, som dels ger
tillräckligt många joner, dels lämnar elektronerna
tillräckligt fri passage, ger minimala förluster och
minimalt spänningsfall i urladdningen.
I spärrintervallet däremot då "anoden" är
negativ och sålunda skall göra tjänst som katod,
saknar den denna förmåga att rikligt emittera
elektroner. De fåtaliga elektroner, som redan finnas
i bågrummet, rusa mot kvicksilverkatoden,
medan jonerna dra sig mot anoden. De mot anoden
vandrande jonerna kunna icke i nämvärd
utsträckning slå sönder de neutrala atomerna vid
sina kollisioner med dessa och några nya
elektroner alstras sålunda icke i ångrummet utanför
anoden. Detta blir sålunda helt befriat från
elektroner och kvar blir ett moln av joner, vilka äro
på väg mot anoden. Detta moln representerar en
rymdladdning eller ett s.k. skikt, och jämvikt
vinnes, när detta skikt får så stor tjocklek, att
praktiskt taget hela spänningen mellan anod och
katod faller inom skiktet. Fig. 2 a åskådliggör
dessa förhållanden. Nedanför skiktet vidtar en
region med mycket låg fältstyrka ocli där
elektroner och positiva joner finnas i lika
koncentration. Funnes ingen nybildning av
laddningsbärare, skulle givetvis dessa förhållanden mycket
snabbt upphöra och bela rummet bli helt fritt
från laddningsbärare. Emellertid få jonerna, när
de falla genom skiktet och sålunda accelereras
av hela ventilspänningen, så stor hastighet, att
de vid kollisionen mot den fasta anodytan förmå
slå loss elektroner i viss utsträckning ur ytan.
Dessa elektroner gripas genast av fältet och
kastas mot katoden. De uppehålla sig därvid så
kortvarigt i skiktet, att man kan bortse från deras
rymdladdningsverkan, men på sin väg mot ka-
Fig. 2. Högspända jonventiler med bågen passerande
genom isolationsrör; a konventionellt utförande, b en
spän-ningsfördelande halvledarkropp 8 insatt i anodröret, c flera
spänningsfördelarelektroder 13 insatta i anodröret,
anslutna till en yttre spänningsdelare 14. 1 anod, 2
isolationsrör, 3 ventilkärl, 4 katod, 5 tändare, 6 hållanod, 7
styr-galler, 8 spänningsfördelare med uttag 9 och 10, 11 och 12
motstånd, 13 spänningsfördelarelektroder, 14
spännings-delarmotstånd.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
