DE3113395A1 - Hochleistungsstrombegrenzer bzw. -kommutator und dessen widerstandselement - Google Patents

Description

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DR.-ING. ERNST STRATMANN

PATENTANWALT
D-4OOO DÜSSELDORF 1 · SCHADOWPLATZ 9

Düsseldorf, 2. April 1981

VNR 109126

48,637

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Hochlexstungsstrombegrenzer bzw. -kommutator und dessen Widerstandselement

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Begrenzung oder Kommutierung von elektrischen Systemen hoher Leistung und hohen Stroms sowie ein Widerstandselement, das bei derartigen Einrichtungen eingesetzt werden kann.

Viele gegenwärtig vorhandene Wechselstrom- und Gleichstrom-Verteilungssysteme benötigen Einrichtungen zur Hochleistungsund Hochstrom-Begrenzung oder -Kommutierung, die alleine oder zusammen mit Schaltkreis-Trenneinrichtungen verwendet werden. Derartige Strombegrenzungs- und Kommutierungseinrichtungen geben dem elektrischen Verteilungsnetzwerk größere Flexibilität und ermöglichen einen größeren Schaltkreisschutz sowie verbesserte Abtrenneigenschaften.

In der elektro-chemischen Industrie ist ein Basisbauteil die elektrolytische Zelle, in der eine elektrolytische Lösung zersetzt werden kann, wenn durch die Zelle elektrischer Strom hindurchgeführt wird. Die zersetzten und getrennt aufgefangenen chemischen Bestandteile werden gesammelt, um sie als Rohmaterial in der chemischen Industrie zu verwenden. Derartige elektroly-

POSTSCHECK=BERLINWESt(BLZ 100 I00 10) 132736-109· deutsche bank (BLZ 300 7OO 10) 6160253

tische Zellen und die damit in Verbindung stehenden elektrischen Systeme arbeiten typischerweise mit niedrigen Spannungen, die von etwa 5 bis 50 V reichen, sowie mit einem sehr hohen Strom, der mehrere 10.000 Ampere bis zu über 100.000 Ampere pro System betragen kann.

Es ist manchmal notwendig, eine von mehreren elektrisch in Serie geschalteten elektrolytischen Zellen elektrisch zu umgehen oder zu entfernen, um die Zelle beispielsweise zu warten oder zu ersetzen, üblicherweise wird eine elektrische Nebenschluß- oder Bypasseinrichtung verwendet, die ein Schaltkreis-Trennelement benutzt, z.B. in Form eines Vakuum-Schalters, der den Strom des elektrischen Systems überträgt, während die Zelle umgangen wird, und der beim öffnen des Vakkum-Schaltkreiselementes oder Schalters den Strom wieder zurück zur elektrischen Zelle umleitet.

Üblicherweise wird eine Vielzahl von parallel miteinander verbundenen Vakuum-Schaltern für derartige Elektrolysezellen-Nebenschlußeinrichtungen verwendet. Indem der Strom des Systems zurück zur elektrolytischen Zelle umgeleitet wird, wird die Vakuum-Schaltereinrichtung geöffnet und eine erhebliche Menge von induktiv in dem Schaltkreisweg gespeicherter Energie muß beseitigt werden. Dies wird im wesentlichen durch den Lichtbogen erreicht, der sich zwischen den voneinander getrennten Schalterkontakten bildet. Diese Lichtbogenbildung innerhalb der Vakuum-Kammer des Schalters kann zur Erosion der Kontaktoberflächen und damit zu einem schließenden Ende der nutzbaren Lebensdauer des schalters führen. Es ist praktisch unmöglich, eine perfekte Synchronisierung für das öffnen dieser parallelen Vakuum-Schaltereinrichtungen sicherzustellen und einer der vielen parallel geschalteten Schalter wird schließlich der letzte Schalter sein, der sich öffnet. Es ist dieser letzte sich öffnende Schalter, der den größten Anforderungen für die Energiebeseitigung unterliegt und daher die kürzeste Arbeitslebensdauer besitzt.

Insbesondere stellt dies ein Problem bei Elektrolysezellen bestimmter Eigenschaften dar, nämlich bei Zellen der Diaphragma-Bauart, bei der eine im allgemeinen transportable Zellen-Bypass- oder Schaltereinheit von Zelle zu Zelle bewegt und an Ort und Stelle angeschlossen wird, wenn es gewünscht wird, die jeweilige Zelle zu umgehen. Bei derartigen transportablen Bypass-Schaltereinheiten tragen die Zuleitungen oder die elektrischen Leiter von den Kurzschlußschaltern zu der Zelle einen verhältnismäßig hohen Wert der verteilten Induktivität. In dieser Situation muß der letzte sich öffnende Schalter die verhältnismäßg hohe Induktivitäts-Energie vernichten, die in den Zuleitungen von all diesen Schaltern gespeichert ist. Die Energie muß von dem letzten sich öffnenden Schalter vernichtet werden, und da dieser zuletzt sich öffnende Schalter nahezu den vollen elektrischen Leitungs- oder Systemstrom führen muß, kann die Kontaktöffnung des letzten sich öffnenden Schalters zu Oberspannungen führen, die von dem großen Wert, der durch die Induktivität erzeugten Spannung verursacht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Energie möglichst klein zu machen, die von dem letzten sich öffnenden Schalter einer derartigen Zellen-Umgehungs-Schaltereinrichtung vernichtet werden muß.

In der US-Patentanmeldung 827,398 vom 24. August 1978 wird eine Vakuum-Schalter-Zellen-Bypasseinrichtung dargestellt, die mehrere parallele Vakuum-Schalterwege aufweist, wobei hervorgehoben wird, wie der Widerstand und die Induktivität derartiger paralleler Wege das Problem des letzten sich öffnenden Schalters beeinflussen. Die US-PS 4 172 268 diskutiert Gleichstrom-Schaltkreis-Kommutierungssysteme, die einen Nebenschlußweg verwenden, der einen nicht linearen Widerstand in Serie mit einem Schaltkreis-Trenner als Teil des Systems verwendet. Die Verwendung eines Vakuum-Schalters als Zellen-Umgehungsschalter für elektro-chemische Zellen umfassende Systeme wird von der US-PS 4 075 448 gelehrt.

■ Die vorstehend genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein elektrischer Widerstand für die Hochleistungsstrom-Kommutierung oder -Begrenzung verwendet wird, der aus einem stromführenden Leiter besteht, dessen Widerstand sich mit der Temperatur des Leiters erhöht, welcher Leiter eine spezifische Wärmecharakteristik besitzt, derart, daß der durch den Leiter hindurchfließende Strom den Leiter erhitzt und dadurch seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Zeit erhöht, wobei der Leiter eine verhältnismäßig hohe Schmelztemperatur aufweist, um den Betrieb über einen weiten Bereich von Betriebstemperaturen zu ermöglichen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird auch eine Hochleistungsstrom-Kommutierungseinrichtung beansprucht, die so ausgeführt ist, daß sie parallel zu einem elektrischen System angeschlossen werden kann. Die Strom-Kommutierungseinrichtung umfaßt zumindest zwei Schaltkreis-Trenner, die zueinander elektrisch parallel liegen, wobei ein Unterbrecher mit einem Widerstand in Serie einen Strom-Kommutierungsweg bildet. Der Widerstand wird durch leitendes Material gebildet, das einen Widerstand besitzt, der mit der Temperatur des Leitermaterials ansteigt. Dieses Leitermaterial besitzt eine spezifische Wärmecharakteristik sowie eine thermale Zeitkonstante, derart, daß der durch den Leiter hindurchflje3ende Strom den Leiter erhitzt und seinen Widerstand als Funktion der Zeit erhöht. Die Spannung, die sich über dem erhitzten Widerstand aufbaut, überschreitet die Spannung des elektrischen Systems, um so die Kommutierung des Stromesjzurück zur Elektrolyse-Zelle zu bewirken .

Der erfindungsgemäße elektrische Widerstand ist für die Strom-Kommutierung oder Strom-Begrenzung bei hohen Leistungen bzw. hohen Strömen ausgelegt und benutzt ein Leitermaterial, das einen verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt besitzt, um so einen Betrieb über einen weiten Bereich von Betriebstemperaturen zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine elektrolytische Zelle mit einer Zellen-Umgehungsanordnung, die mehrere, parallel zueinanderliegende Vakuum-Schalterelemente umfaßt;

Fig. 2 eine elektrische Schaltung, die das System der Fig. 1 repräsentiert;

Fig. 3 eine Darstellung der Betriebsparameter des Systems der Fig. 1 und 2 als Funktion der Zeit; und

Fig. 4 eine geschnittene Draufsicht auf eine Ausführungsform des Widerstandes, der erfindungsgemäß benutzt wird.

In Fig. 1 ist eine elektrolytische Zelle 10 schematisch dargestellt, die mit einem elektrischen Gleichstromsystem elektrisch verbunden ist, wobei ein Betriebsstrom I_Q normalerweise durch die elektrolytische Zelle fließt. Ein elektrischer Anschluß der Zelle 10 ist positiver als der andere Anschluß, wobei der Strom in der entsprechenden Richtung von dem positiveren Anschluß zum negativeren Anschluß fließt. Eine Hochleistungsstrom-Kommutierungseinrichtung 12 ist über elektrische Leitungen 14 und 16 mit den Anschlüssen der elektrolytischen Zelle 10 verbunden. Eine induktive Impedanz 14a und 16a ist in jeder der elektrischen Zuleitungen für die Anschlüsse 14 und16 dargestellt. Die Kommutierungseinrichtung 12 umfaßt drei elektrisch parallele Vakuum-Schalteranordriungen 18a, 18b und 18c. Eine induktive Impedanz 20a, 20b und 20c ist in jedem der Wege von den Leitungen 14 und 16 zu den Vakuum-Schaltern 18a, 18b und 18c repräsentativ dargestellt. Ein elektrischer Widerstand 22 in Serie mit dem Vakuum-Schalter 18c ist in einem der parallelen

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elektrischen Wege quer zur elektrolytischen Zelle angeschlossen. In der Kommutierungseinrichtung 12 stellen die Impedanzen 20a, 20b und 20c, die mit den Vakuum-Schaltern und den an den Schaltern angeschlossenen Leitern als Teil der kompakten Kommutierungseinrichtung 12 angeschlossen sind, verhältnismäßig niedrige Impedanzen dar, und zwar aufgrund der physikalischen Nähe der Schalter und der Leitungen. Im Gegensatz dazu bilden die Impedanzen 14a und 16a, die mit den Zuleitungen 14 und 16 verknüpft sind, welche von den elektrolytischen Zellenanschlüssen zu den Vielfach-Schalterwegen der Einrichtung 12 laufen, einen verhältnismäßig hohen Wert an verteilter Impedanz. Während des normalen Elektrolyse-Zellenbetriebs, bei denen die Schalter 18a, 18b und 18c offen sind, führt die Kommutierungseinrichtung 12 keinen Strom von den Elektrolyse-Zellenanschlüssen und der Strom Iq ist der normale Zellenantriebsstrom, der vollständig durch die Zelle 10 hindurchgeführt wird, die die chemischen Bestandteile in der Zelle dissoziiert und die gewünschten chemischen Produkte erzeugt. Die Kommutierungseinrichtung 12 und die elektrischen Zuleitungen 14 und 16 können leicht von den Zellenanschlüssen abgetrennt und zu einer anderen Zelle im System geführt werden. Wenn die elektrische Zelle außer Betrieb gesetzt werden soll, um sie beispielsweise zu warten oder zu inspizieren, wird die Kommutierungseinrichtung 12 in der in Fig. 1 dargestellten Weise elektrisch kurzgeschlossen. Die Kommutierungseinrichtung 12 ist mit den Vakuum-Schaltern 18a, 18b und 18c in offener Stellung verbunden, und diese Schalter werden danach im wesentlichen gleichzeitig geschlossen, um einen elektrischen Nebenschluß der elektrolytischen Zelle bezüglich des elektrischen Antriebssystems zu bewirken. Die Abführung des Stromes von der Zelle 10 zur kommutierungseinrichtung 12 wird solange auftreten, wie der mit der Kommutierungseinrichtung 12 verknüpfte Nebenschluß-Widerstand kleiner ist als der interne charakteristische Widerstand der Zelle. Der System-Antriebsstrom I_Q läuft dann durch die Kommutierungseinrichtung 12 und teilt sich selbst zwischenjden drei parallelen Wegen durch geschlossene Vakuum-Schaltereinrichtungen auf. Für

eine typische elektrolytische Zelle der Diaphragma-Bauart zur Erzeugung von Chlor und Natriumhydroxid wird ein Strom von 50 bis 100 kA normalerweise durch die Elektrolyse-Zelle oder durch die Nebenschluß-Kommutierungseinrichtung 12 hindurchgeführt, wenn letztere ins Spiel gebracht wird.

Bei bisher bekannten Kommutierungseinrichtungen, die parallel geschaltete Vakuum-SChaltereinrichtungen verwendeten, waren die Vakuum-Schalter so ausgeführt, daß sie annähernd simultan sich öffnen. Da jedoch eine perfekte simultane physikalische öffnung nicht möglich ist, muß die verhältnismäßig hohe Energie, das ist die Hälfte des Produktes der Induktivität mal dem quadrierten Strom, die in den Leiteranschlüssen gespeichert ist, vom letzten sich öffnenden Schalter beseitigt werden. Wegen des verhältnismäßig hohen Wertes der verteilten Induktivität in den Schienenleitern von der Zelle zu den Schaltern und wegen der verhältnismäßig niedrigen Induktivität, die mit dem Schalter selbst verknüpft ist, wird normalerweise sehr wenig Strom zurück zur Zelle geführt, während der letzte sich öffnende Schalter noch geschlossen ist- oder ilbor seinen Schal I'^.rltontaktHn tv1ne)i r.ic-hibogen aufweist.

Beim System der Fig. 1 wird der parallele Stromweg durch den /—■ Vakuum-Schalter 18c, der Impedanz 20c und dem Widerstand 22 so festgelegt, daß der Systemstrom I₀ geführt wird und der Vakuum-Schalter 18c wird in geschlossener Stellung gehalten, nachdem die Vakuum-Schalter 18a und 18b bereits geöffnet worden sind. Somit wird der Schälter 18c zu dem Schalter gemacht, der sich zuletzt in dieser Kommutierungseinrichtung öffnet. Ein System zur Festlegung des letzten sich öffnenden Schalters einer Vielzahl von parallel liegenden Schaltern wird in der US-PS 4 121 gelehrt.

Eine schematische Darstellung des Systems der Fig. 1 nach der öffnung der Vakuum-Schalter 18a und 18b, während der Vakuum-Schalter 18c noch in der geschlossenen Kontaktεteilung, bei

der Strom geführt wird, sich befindet, ist in Fig. 2 dargestellt. Der Widerstand 22 ist in Fig. 2 als ein variabler Widerstand dargestellt. Der variable Widerstand 22 besitzt einen nichtlinearen Widerstandswert, der mit der stromführenden Zeit ansteigt. Die elektrolytische Zelle 10 wird durch einen Schaltkreis repräsentiert, der einen Widerstand R_c und ein eingegebenes Gegenpotential E_c aufweist. Der im elektrischen System fließende Strom ist I₀, der durch den Widerstand 22 und den Vakuum-Schalter 18c fließt, ist I_R, und der Strom, der durch die elektrolytische Zelle fließt, ist I_c« Es wird deutlich, daß solange der Spannungsabfall (I_R χ R) über den Widerstand 22 die Rückspannung der Zelle E„, übersteigt, der gesamte Leitungsstrom des elektrischen Systems, I_Q, durch den Widerstand 22 fließt und I_n = I-. ist, während I_ = 0 ist. Der Strom I-, der durch den variablen Widerstand 22 hindurchfließt, veranlasst den Widerstand, sich aufzuheizen, und mit der Zeit wird das Potential über dem Widerstand (V_R) die Zellenrückspannung E_c erreichen und übersteigen, wonach die folgenden Gleichungen das System repräsentieren:

¹O ^{β 1}R ^{+ 1}C

¹R ^{X R = 1}C ^RC ^{+ E}C

und damit I_R = I_Q R_c + E₍

R + R_c

Die Funktionsbeziehungen der verschiedenen Parameter dieses Systems sind als Funktion der Zeit in Fig. 3 dargestellt. Man beachte, daß während des Aufheizens des Widerstandes 22 durch den Strom I_Q sein Widerstand ansteigt. Zur Zeit t^ ist die Spannung über dem Widerstand 22 gleich der Rückspannung der Zelle, d.h. V₁, = E„, und zwarjbeginnt zu dieser Zeit ein Strom I_r durch die Zelle zu fließen, während der Strom durch den Widerstand und die Schalterkontakte I_R zurückzugehen beginnt.

Dieser Zustand ergibt die Möglichkeit, das öffnen des Vakuum-Schalters 18c zu verzögern, bis der Strom, der durch den Schalter fließt, auf einen ausreichend niedrigen Wert abgefallen ist, der den Lichtbogen zwischen den sich öffnenden Kontakten nicht mehr erlaubt, schwere Kontakterosion zu erzeugen. Das öffnen des Vakuum-Schalters 18c wird in Fig. 3 bei einer Zeit angedeutet, in der der Strom I_R im wesentlichen abgefallen ist, und beim öffnen des Schalters 18 ist der Strom I₁, = 0, und der gesamte elektrische Systemstrom I₀ ist = 1„, womit der gesamte Stromfluß wieder zurück zur elektrolytischen Zelle geführt ist.

Eine besondere Ausführungsform für einen Widerstand 22 ist in Fig. 4 dargestellt. Der Widerstand 22 umfaßt einen hermetisch abgedichteten Kolben 26, der aus einem im wesentlichen zylindrischen Kolbenteil 28 besteht, dessen sich gegenüberliegende Enden mit Hilfe von zwei ringförmigen Isoliergliedern 30 und mit Hilfe von flexiblen Membran-Dichtgliedern 34 und 36 abgedichtet sind. Eine leitende Zuführung 38a bzw. 38b ist durch jede Endmembran-Abdichteinrichtung dicht hindurchgeführt und über ein zylindrisches Buchsenglied 4Oa bzw. 40b aus Molybdän mit einem Wolframstab 42 verbunden, der den gewünschten Temperatur-Koeffizienten seines Widerstandswertes und die notwendige Wärmekapazität besitzt, um als variabler Widerstand zu dienen. Ein im wesentlichen zylindrisches Wärmeschild 44 ist um die Wolframstange koaxial herumgelegt und von dem zylindrischen Kolbenteil 28 mit Hilfe von Stützeinrichtungen 46 gehalten. Der Widerstandskolben ist evakuiert und kann mit einem chemisch nicht reaktivem Füllgas gefüllt sein, wie den inerten Gasen Argon, Krypton.

Bei dieser Widerstandsausführungsform erhält man die Änderung des Widerstandswertes mit der Stromführungszeit aufgrund der Widerstandskonstruktion und der Wahl des stromführenden leitenden Materials mit einer geeigneten spezifischen Wärmecharakteristik und thermischen Zeitkonstanten. Im allgemeinen besteht der Widerstandsleiter vorzugsweise aus wärmefestem Metall wie Wolfram oder Molybdän, die hohe Schmelzpunkte besitzen, die

oberhalb von 3000°C liegen und einen Betrieb über einen weiten Temperaturbereich ermöglichen* Es ist wünschenswert/ daß der Leiterwiderstand einen hohen Temperatur-Koeffizienten für seinen Widerstand besitzt, und das Verhältnis von Widerstandswert in Ohm-Zentrimetem-beträgt für Wolfram im Bereich von 35OO°K und 293°K etwa 20. Das Leitermaterial sollte einen Anstieg im Widerstandswert von zumindest einem Faktor 4 aufweisen, wenn der Leiter von Raumtemperatur bis nahe seinem Schmelzpunkt erhitzt, wird. Der Widerstandsleiter wird.aus solchen Materialien hergestellt, deren elektrische Widerstandswerte mit der Temperatur ansteigen, und die auch eine ausreichende thermische Masse besitzen, um die gewünschte spezifische Widerstandscharakteristik als Funktion der Zeit liefern. Ein hoher Schmelzpunkt ist an sich nicht nötig, ermöglicht aber den Betrieb.über einen größeren Temperaturbereich,

Eine typische Widerstandsausführungsform besitzt einen Wolframstab mit einer Länge von etwa 15,2 cm und einen Durchmesser von etwa 0,95 cm, ein 20,3 cm langes_;zylindrisches Kupferrohr als Abschirmung mit einem inneren Durchmesser von 4_f57 cm und einen äußeren Durchmesser von 5,08 cm. Ein System, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist,, mag die folgenden Werte aufweisen: Der Systemstrom kann 72 kA betragen, die Zellen-Rückpotentialspannung 23 V bei einem inneren Zellenwiderstand von 170 Mikroohm. Für einen Widerstand mit einer Temperatur von 293°K zur Zeit des Stromflußbeginns durch den Widerstand beträgt der Widerstand 6,74 Ohm-Zentimeter, so daß der anfängliche Widerstandsstrom von 72 kA innerhalb von 16 ms auf ungefähr 41 kA reduziert wird, wobei das Potential über dem Widerstand auf etwa 28 V ansteigt, wodurch 31 kA durch die Zelle kommutiert werden. Nach 100 ms ist der Strom, der durch den Widerstand fließt, auf ungefähr 14 kA abgefallen, wodurch etwa 58 kA durch die Zelle fließen. Der Schalter 18c kann nunmehr bei diesem viel niedrigeren Strompegel geöffnet werden, und da der größte Teil des Stromes zurück zur Zelle kommutiert wurde, brauchen keine wesentlichen Energiemengen mehr innerhalb des zuletzt sich öffnenden Schalters vernichtet zu werden.

Die physikalischen Abmessungen des Widerstandes können natürlich in weiten Grenzen verändert werden, und obwohl die oben beschriebene Ausführungsform eine kurze Konimutierungszeit in der Größenordnung von 100 ms gemäß der Beschreibung besitzt, können auch viel längere Kommutierungszeiten angewendet werden. Je kürzer die Kommutierungszeit ist, die durch die Konstruktion des Widerstandes festgelegt wird, desto schneller ist die Rückstelleigenschaft der Kommutierungseinrichtung. Für längere Kommutierungszeiten muß der Widerstand so gebaut werden, daß er nicht übermäßig erhitzt wird.

Eine Vielzahl von Vakuum-Schalter können für den Strom-Kommutator elektrisch zueinander parallel geschaltet werden, und die Strom vernichtenden Widerstände können in Serie mit mehr als einem Vakuum-Schalter angeschlossen werden, um die Kommutierung von höheren Stromsystemen zu bewirken.

In Fig. 2 und der damit verbundenen Diskussion wurde Induktanz 20c, die natürlich mit dem Schienenleiter verbunden ist, nicht diskutiert, da diese Induktanz keinen signifikanten Faktor darstellt und die Erläuterung dadurch vereinfacht wurde. Da außerdem zur Zelt der Sehalter--Öffnung der Schalterstrom reduziert ist, reduziert dies auch den Einfluß dieser Induktanz.

Der erfindungsgemäße Widerstand kann in Serie mit einem und mit mehreren Schaltkreis-Trenneinrichtungen geschaltet werden, um ihn als Strom-Kommutierungseinrichtung oder als Strom-Umlenker zu verwenden, wenn er parallel zu einer elektrischen Leitung angeschlossen wird.

Claims (1)

1. PATLNTANWALT
   D-4000 DÜSSELDORF I · SCHADOWPLATZ 9

   Düsseldorf, 2. April 1981

   VNR 109126

   48,637

   Westinghouse Electric Corporation
   Pittsburgh, Pa., V. St. A.

   Patentansprüche ;

   1./ Elektrischer Widerstand (22) für Hochlelstungsstrom-Kommutation oder -Begrenzung, mit einem stromführenden Leiter (42), dessen Widerstand mit der Temperatur des Leiters ansteigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (42) eine spezifische Wärmecharakteristik aufweist, derart, daß durch den Leiter (42) fließender Strom den Leiter (42) erhitzt und dabei dessen Widerstand als eine Funktion der Zeit erhöht, wobei der Leiter (42) einen verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt aufweist, um einen Betrieb über einen weiten Betriebs-Temperaturbereich zu ermöglichen.

   Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter aus einem Stab (42) aus wärmefestem Metall besteht, der innerhalb eines hermetisch abgedichteten Kolbens (26) angeordnet ist, mit elektrischen Zuführungen (38, 40), die mit jedem Ende des Stabes (42) verbunden und durch den hermetisch abgedichteten Kolben (26) dicht hindurchgeführt sind, und daß ein rohrförmiges Hitzeschild (44) innerhalb des Kolbens (26) koaxial um den Leiter (42) herum angeordnet ist.

   Postscheck= Berlin west (B LZ 10010010) 132736-109 · deutsche bank (B LZ 300 70 0 I O) 6 160253

   3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (26) isolierende Körperteile (30, 32) umfaßt, die eine elektrische Isolierung der Zuführungen (38, 40) voneinander ermöglichen.

   4. Widerstand nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Verwendung als Strom-Kommutierungseinrichtung,die elektrisch parallel zu einem Niederspannungs-Gleichstrom führenden System angeordnet ist, das ein elektrolytisches Potential (E_c) über dem System zeigt, wobei die Strom-Kommutierungseinrichtung (12) den Widerstand (22) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 elektrisch in Serie zu einer Schalteinrichtung (18c) besitzt, wobei zumindest eine andere Schalteinrichtung (18a, 18b) elektrisch parallel zu dem Widerstand (22) mit der in Serie geschalteten Schalteinrichtung (20c) angeordnet ist, wobei die Strom-Kommutierungseinrichtung (12) als eine Nebenschluß-Einrichtung arbeitet, wenn die Schalteinrichtung (18) geschlossen ist, und daß bei zu öffnender Schalteinrichtung (18) die Schalteinrichtung (18c) in Serie zu dem Widerstand (22) nach den anderen Schalteinrichtungen (18a, 18b) geöffnet wird, wodurch der hohe Strom durch den Widerstand (22) hindurchläuft und einen ansteigenden Potentialabfall (V_R) über dem Widerstand (22) erzeugt, bis dieser Widerstandspotentialabfall (V_R) das elektrolytische Potential (E««) über dem nebengeschlossenen System übersteigt, so daß der durch das System fließende Strom kommutiert wird, wobei die Schalteinrichtungen (18c) in Serie mit dem Widerstand (22) geöffnet werden, wenn ein wesentlicher Teil des Stromes durch das System kommutiert wurde.

   5. Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitermaterial aus einem der wärmefesten Metalle Wolfram und Molybdän besteht.

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   6. Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitermaterial einen Schmelzpunkt besitzt,

   der 3000°C überschreitet.

   7. Wiederstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitermaterial eine Erhöhung seines Widerstandes von zumindest einem Faktor 4 zeigt, wenn der Leiter von Raumtemperatur auf ungefähr die Schmelztemperatur des Leitermaterials erhitzt wird.

   8. Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er in Serie zu zumindest einem Schaltkreis-Trenner (18) angeschlossen ist.

   9. Hochstrom-Kommutierungseinrichtung für die elektrische Parallelschaltung zu den Anschlüssen einer elektrolytischen Zelle, die ein elektrolytisches Gegenpotential zeigt, wobei die Anschlüsse mit einer Potentialquelle verbunden sind, um die elektrolytische Zelle anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-Kommutierungseinrichtung zumindest zwei Schaltkreis-Trenner (18) aufweist, die elektrisch parallel zueinander geschaltet sind, wobei der eine Schaltkreis-Trenner (18c) in Serie zu einem Widerstand (22) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 angeschlossen ist, um einen Strom-Kommutierungsweg zu bilden, wobei der Widerstand (22) einen Widerstandswert besitzt, der mit der Temperatur des Widerstandsleiters (42) ansteigt, wobei der Widerstand (22) eine spezifische Wärmecharakteristik und eine thermische Zeitkonstante aufweist, derart, daß dann wenn der Schaltkreis-Trenner, der mit dem Widerstand nicht in Serie liegt, geöffnet wird, der Strom, der durch den noch geschlossenen Schaltkreis-Trenner (18c) und dem in Serie angeschlossenen Widerstand (22) fließt,den Widerstand (22) erhitzt und dessen Widerstandswert erhöht, wobei der Potentialabfall (V_R) über dem Widerstand (22) ansteigt, bis er das Gegenpotential (E_r9)

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   der elektrolytischen Zelle (10) erreicht und überschreitet, um dadurch den Strom durch den Pfad des Widerstandes (22) und des Unterbrechers (18c) zur elektrolytischen Zelle (10) umzuschalten, bis der durch den Widerstands- und Schaltkreis-Trennerweg fließende Strom (I„, Fig. 2) auf einen vorbestimmten Wert abgesunken ist, zu welcher Zeit der Unterbrecher (18c) in Serie mit dem Widerstand (22) geöffnet wird, um den vollen Strom durch die elektrolytische Zelle (10) zu führen.

   10. Hochstrom-Kommutierungseinrichtung zum elektrischen Anschluß parallel zu einer elektrischen Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungseinrichtung einen Schaltkreis-Trenner (18c) aufweist, der in Serie mit einem Widerstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 geschaltet ist, um einen Strom-Kommutierungsweg zu bilden, welcher Widerstand (22) einen Leiter (42) aufweist, dessen Widerstandswert mit der Temperatur des Widerstandsleiters (42) ansteigt, und daß der Leiter (42) eine spezifische Wärmecharakteristik und eine spezifische thermische Zeitkonstante besitzt, derart, daß der durch den geschlossenen, in Serie zum Widerstand (22) liegenden Schaltkreis-Trenner (18c) fließende Strom den Widerstand (22) erhitzt, was den Strom in der Kommutierungseinrichtung mit einer vorbestimmten Rate reduziert.