Bereich: Technik  
     
     

Trigatron
Das Trigatron ist eine gasgefüllte, triggerbare Funkenstrecke zum Schalten kurzer, leistungsstarker Hochspannungsimpulse. Es wurde im Zweiten Weltkrieg in England zur Erzeugung von Gleichspannungsimpulse, die mittels eines Magnetrons in Hochfrequenzimpulse umgesetzt wurden, entwickelt. Das Trigatron bildete zusammen mit dem Magnetron die Grundlage der ersten Radaranlagen.
Das Trigatron ist mit meist einem Glaskolben in dem sich zwei unbeheizten, pilzförmigen Hauptelektroden (Katode und Anode) sowie einer Zündelektrode ausgestattet. Die Zündelektrode sitzt meist in einer zentrischen Bohrung der Anode. Der Abstand zwischen den beiden Hauptelektroden ist so gewählt, dass es gerade noch nicht zum Spannungsüberschlag kommt. Der Triggerimpuls an der Zündelektrode führt zu einen kleiner Funke zwischen Zündelektrode und Anode. Hierdurch werden lokal an der Anode Ladungsträger durch Ionisation und über die Ultraviolettstrahlung des Funkens Photoelektronen an der Kathode erzeugt, was unmittelbar zur Zündung eines Lichtbogens zwischen den beiden Hauptelektroden führt. Dieser Lichtbogen bleibt bis zur Unterschreitung des Haltestroms bestehen. Die Abschaltung des Trigatrons kann nur indirekt erfolgen, indem eine äußere Schaltung dafür sorgt, dass der Haltestrom unterschritten und damit der Lichtbogen gelöscht wird.
In Trigatrons für kleine bis mittlere Leistungen wird häufig ein Gasgemischen aus 93 % Argon und 7 % Sauerstoff oder Stickstoff eingesetzt. Bei höheren Leistungen Schwefelhexafluorid (SF6) verwendet. Die Gasfüllungen stehen mit 1 - 3,5 bar unter einem für Glasröhren sehr hohen Druck, wobei beachtet werden muss, dass der Innendruck im Betrieb durch die Erwärmung um eine Vielfaches ansteigt. Für sehr hohe Leistungen wird die Gasfüllung durch elektrisch nichtleitende Flüssigkeiten wie Transformatorenöl ersetzt.
Die Lebensdauer eines Trigatrons ist zumeist auf etwa 10000 Schaltzyklen ausgelegt, wobei frühe Typen, je nach Anwendung auch nur auf einige wenige Schaltzyklen erreichten. Gegen Ende der Lebensdauer kam es häufig zur explosionsartigen Zerstörung des Glaskolbens, weshalb dieser zum Auffangen der Splitter mit einem feinmaschigen Netz umgeben wurde.
Trigatrons werden noch heute in der Hochleistungs-Impulselektronik eingesetzt. Mit diesen modernen Trigatrons können sehr hohe Spannungen im Bereich einiger 10 kV und Impulsströme von einigen 1000 A geschaltet werden. Dies entspricht Impulsleistungen bis zu einigen Megawatt, die weder mit elektromechanischen Schaltern noch mit Halbleitern erreichbar sind.
Moderne Trigatrons besitzen heute eine Lebensdauer von über einer Million Schaltzyklen. Der Glaskolben wurde durch massive Metall-Keramik-Gehäuse ersetzt und die Gasfüllung wird im Betrieb durch entsprechende Versorgungsanschlüsse ausgetauscht. Das Zerbersten des Gehäuses wird konstruktiv Maßnahmen vermieden.

Beispiele für Trigatrons: