EP1845534B1

EP1845534B1 - Switching resistance for a high voltage switch

Info

Publication number: EP1845534B1
Application number: EP20070105213
Authority: EP
Inventors: Karl Mascher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: EP1845534A1; DE102006017218A1; DE502007000681D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltwiderstand für einen Hochspannungsleistungsschalter sowie einen Hochspannungsleistungsschalter.The present invention relates to a switching resistor for a high voltage circuit breaker and a high voltage circuit breaker.

In einem Hochspannungsleistungsschalter wird der Schaltwiderstand hauptsächlich als Einschaltwiderstand genutzt. Diese hat die Aufgabe, Überspannungen beim Einschalten einer ungeladenen oder einer etwa von einer vorhergehenden Ausschaltung noch geladenen Hochspannungsleitung zu dämpfen. Zu diesem Zweck wird parallel zur Hauptschaltstrecke des Leistungsschalters ein ohmscher Widerstand angeordnet, der durch eine eigene Hilfsschaltstrecke in den zu schließenden Stromkreis geschaltet ist. Der Schalwiderstand wird nach wenigen Millisekunden durch die parallel liegende Hauptschaltstrecke kurz geschlossen. Die Spannung bspw. eines Generators wird also in zwei Stufen auf die Leitung geschaltet. Wenn der ohmsche Widerstand des Schaltwiderstandes und der Wellenwiderstand der Leitung annähernd gleich hoch sind, werden die Überspannungen beim Einschalten optimal bedämpft.In a high voltage circuit breaker, the switching resistance is mainly used as the on-resistance. This has the task of suppressing overvoltages when switching on an uncharged or a high-voltage line that is still charged, for example, by a previous switch-off. For this purpose, an ohmic resistance is arranged parallel to the main switching path of the circuit breaker, which is connected by its own auxiliary switching path in the circuit to be closed. After a few milliseconds, the switching resistor is briefly closed by the main switching path lying parallel. The voltage, for example, of a generator is thus switched to the line in two stages. If the ohmic resistance of the switching resistance and the characteristic impedance of the line are approximately the same, the overvoltages are optimally damped when switching on.

Die bei Weitem höchsten elektrischen und thermischen Beanspruchungen des Schaltwiderstandes entstehen jedoch nicht beim Bedämpfen der Leitungsüberspannungen beim Einschalten, sondern dann, wenn beim Einschalten mittels des Hochspannungsleistungsschalters Phasenoppositionsbedingungen vorliegen. Solche Phasenoppositionsbedingungen liegen bei fehlerhaften Schalthandlungen vor. Die fehlerhaften Schalthandlungen legen die für den Einschaltwiderstand erforderlichen Abmessungen fest.By far the highest electrical and thermal stresses of the switching resistance, however, do not arise when attenuating the line overvoltages when switching on, but when present when switching on by means of the high voltage circuit breaker phase opposition conditions. Such phase opposition conditions exist in faulty switching operations. The faulty switching operations determine the dimensions required for the on-resistance.

Nach dem Stand der Technik bestehen Schaltwiderstände in der Regel aus keramischen Scheiben, die zur Realisierung des ohmschen Widerstandes mit geringen Anteilen von Kohlenstoff versetzt sind (man spricht von einer Dotierung mit Kohlenstoff).According to the state of the art, switching resistors generally consist of ceramic discs which are mixed with small amounts of carbon in order to realize the ohmic resistance (this is referred to as doping with carbon).

Aus fertigungstechnischen Gründen ist das Volumen dieser Scheiben auf ca. 500 cm³ begrenzt. Als Folge der Spannungsfestigkeit und der begrenzten thermischen Festigkeit sind je Schalterpol eine Vielzahl keramischer Scheiben erforderlich, die zur Sicherstellung des Stromübergangs zwischen ihnen mit hohem Druck aufeinander gepresst werden. Die dafür erforderlichen Spannmittel müssen aus isolierendem Kunststoff bestehen und den insbesondere beim Einschalten in einem Schaltwiderstand entstehenden hohen Temperaturen widerstehen sowie gleichzeitig den dabei auftretenden großen mechanischen Kräften standhalten.For manufacturing reasons, the volume of these discs is limited to about 500 cm ³ . As a result of the dielectric strength and the limited thermal resistance, each switch pole requires a large number of ceramic disks, which are pressed against one another at high pressure to ensure the passage of current between them. The necessary clamping means must be made of insulating plastic and withstand the particular high when switching in a switching resistance resulting high temperatures and at the same time withstand the large mechanical forces occurring.

Aus DE 192 21 604 U ist ein Schaltwiderstand für einen Hochspannungsschalter bekannt, der aus einem Widerstandsleiter besteht. Dieser ist in zwei parallelen Ebenen fortlaufend bifilar gewickelt, wobei sowohl die Windungen des Widerstandsleiters jeder Ebene voneinander als auch die Ebenen selbst voneinander den gleichen Abstand aufweisen, der dem Spannungssicherheitsabstand zwischen zwei nicht unmittelbar miteinander verbundenen Teilleitern zweier Windungen entspricht.Out DE 192 21 604 U is known a switching resistor for a high voltage switch, which consists of a resistor ladder. This is wound in two parallel planes continuously bifilar, with both the turns of the resistor ladder each plane and the planes themselves have the same distance from each other, which corresponds to the voltage safety distance between two not directly interconnected part conductors of two turns.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen vorteilhaften Schaltwiderstand zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention is to provide an advantageous switching resistor.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen vorteilhaften Hochspannungsleistungsschalter zur Verfügung zu stellen.Another object of the present invention is to provide an advantageous high voltage circuit breaker.

Die erste Aufgabe wird durch einen Schaltwiderstand nach Anspruch 1 gelöst, die zweite Aufgabe durch einen Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 9. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The first object is achieved by a switching resistor according to claim 1, the second object by a high-voltage circuit breaker according to claim 9. The dependent claims contain advantageous embodiments of the invention.

Ein erfindungsgemäßer Schaltwiderstand für Hochspannungsleistungsschalter umfasst eine Widerstandsstrecke, die einen ohmschen Widerstand aufweist und durch einen Metalldraht gebildet ist. Der Metalldraht ist spiralförmig um eine Wicklungsachse gewickelt.A switching resistor according to the invention for high-voltage power switches comprises a resistance path which has an ohmic resistance and is formed by a metal wire. The metal wire is spirally wound around a winding axis.

Die spiralförmige Wicklung ermöglicht einerseits das relativ einfache Herstellen des Widerstandes mittels einer einfachen Rotationsbewegung und andererseits das Herstellen kompakter Schaltwiderstände mit einer großen Länge des den ohmschen Widerstand zur Verfügung stellenden Metalldrahtes.On the one hand, the spiral-shaped winding makes it possible to produce the resistor relatively easily by means of a simple rotational movement and, on the other hand, to produce compact switching resistors having a large length of the metal wire providing the ohmic resistance.

Die Wicklung umfasst mehrere scheibenartige Wicklungsabschnitte, die in Form einer archimedischen Spirale, also einer Spirale mit konstantem Abstand zwischen den Windungen, gewickelt sind. In einem Draht nimmt der ohmsche Widerstand proportional zur Länge des Drahtes zu. Entsprechend verändert sich der Spannungswert in linearer Weise über die Länge des Metalldrahtes. In einer scheibenartigen Wicklung, also einer Wicklung, die sich von der Wicklungsachse aus gesehen radial nach außen erstreckt, sind die Spannungsunterschiede radial benachbarter Windungen relativ gering, so dass die Isolation des Metalldrahtes keinen besonderen Aufwand erfordert. Insbesondere genügt es, den Draht mit einer an sich bekannten Lackoberfläche auszustatten.The winding comprises a plurality of disc-like winding sections, which are wound in the form of an Archimedean spiral, ie a spiral with constant spacing between the turns. In a wire, the ohmic resistance increases in proportion to the length of the wire. Accordingly, the voltage value changes in a linear manner over the length of the metal wire. In a disk-like winding, that is to say a winding which extends radially outward as seen from the winding axis, the voltage differences of radially adjacent windings are relatively small, so that the insulation of the metal wire requires no special effort. In particular, it is sufficient to provide the wire with a known paint surface.

Die archimedischen Spiralen der Wicklungsabschnitte sind im Wechsel von der Wicklungsachse weg und zur Wicklungsachse hin gewickelt . Hierdurch ist der Übergang von einem scheibenartigen Wicklungsabschnitt zum benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitt besonders einfach. Es braucht dann nämlich lediglich die radial äußerste Wicklung der einen Scheibe mit der radial äußersten Wicklung der anderen Scheibe bzw. die radial innerste Wicklung der einen Scheibe mit der radial innersten Wicklung der anderen Scheibe verbunden zu werden. Diese Art des Übergangs erfordert zudem auch nur ein sehr kurzes Drahtstück im Übergangsbereich zwischen benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten.The Archimedean spirals of the winding sections are alternately wound away from the winding axis and towards the winding axis. As a result, the transition from a disk-like winding section to the adjacent disk-like winding section is particularly simple. In that case, only the radially outermost winding of one disk with the radially outermost winding of the other disk or the radially innermost winding of one disk with the radially innermost winding of the other disk need be connected. This type of transition also requires only a very short piece of wire in the transition region between adjacent disc-like winding sections.

Eine nicht erfindungsgemäße Möglichkeit besteht darin, dass im Schaltwiderstand alle scheibenartigen Wicklungsabschnitte gleich gewickelt sind, entweder von der Wicklungsachse weg oder zur Wicklungsachse hin. Benachbarte scheibenartige Wicklungsabschnitte sind dann durch eine verkürzte zur Wicklungsachse hin gewickelte bzw. von der Wicklungsachse weg gewickelte Spirale miteinander verbunden. Zwar ist der Übergang zwischen benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten etwas aufwändiger als in der erfindungsgemäßen Variante des Schaltwiderstands, jedoch können in der nicht erfindungsgemäßen Variante des Schaltwiderstands die maximal auftretenden Spannungsunterschiede zwischen zwei in Axialrichtung benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten im Vergleich zur Wicklungsmöglichkeit im erfindungsgemäßen Schaltwiderstand geringer gehalten werden. Zwar können bei der nicht erfindungsgemäßen Variante des Schaltwiderstands die scheibenartigen Wicklungsabschnitten grundsätzlich entweder von innen nach außen oder von außen nach innen gewickelt sein, jedoch ist die Wicklung von innen nach außen technisch einfacher zu realisieren.One option not according to the invention is that in the switching resistor all disc-like winding sections are wound identically, either away from the winding axis or towards the winding axis. Adjacent disc-like winding sections are then interconnected by a shortened spiral wound or wound away from the winding axis. Although the transition between adjacent disk-like winding sections is somewhat more complex than in the variant of the switching resistor according to the invention, the maximum occurring voltage differences between two adjacent disk-like winding sections in the axial direction can be kept lower in comparison with the winding option in the switching resistor according to the invention. Although, in the non-inventive variant of the switching resistance, the disk-like winding sections can basically be wound either from the inside to the outside or from the outside to the inside, however, the winding from the inside to the outside is technically easier to realize.

Um die Induktivität der Wicklung im Schaltwiderstand gering zu halten, können erste und zweite scheibenartige Wicklungsabschnitte vorhanden sein, die in unterschiedlichem Drehsinn in Bezug auf eine Blickrichtung parallel zur Wicklungsachse gewickelt sind. Es besteht bspw. die Möglichkeit, eine Anzahl erster scheibenartiger Wicklungsabschnitte entlang der Wicklungsachse aufeinander folgend anzuordnen, die alle im selben Wicklungssinn gewickelt sind. Auf diese ersten scheibenartigen Wicklungsabschnitte folgt dann eine Anzahl im entgegengesetzten Wicklungssinn gewickelter zweiter scheibenartiger Wicklungsabschnitte. Es besteht aber auch die Möglichkeit erste und zweite scheibenartige Wicklungsabschnitte selbst im Wechsel anzuordnen.In order to keep the inductance of the winding in the switching resistor low, first and second disk-like winding sections may be present, which are wound in different directions of rotation with respect to a viewing direction parallel to the winding axis. There is, for example, the possibility of successively arranging a number of first disk-like winding sections along the winding axis, all of which are wound in the same winding sense. In this first disc-like winding sections then follows a number in the opposite sense of winding wound second disc-like winding sections. But it is also possible to arrange first and second disc-like winding sections even in alternation.

Eine technische Realisierung, mit der sich stabile Schaltwiderstände herstellen lassen, umfasst einen sich entlang der Wicklungsachse erstreckenden Stift, der beispielsweise als Spanndorn ausgestaltet sein kann, mit darauf aufgebrachten scheibenförmigen Stützkörpern. Die scheibenförmigen Stützkörper erstrecken sich radial vom Stift weg, sind in Axialrichtung der Wicklungsachse von einander beabstandet angeordnet und besitzen jeweils eine sektorförmige Öffnung. Die scheibenartigen Wicklungsabschnitte des Metalldrahtes sind zwischen den Stützkörpern angeordnet. Die Stützkörper dienen einerseits zum Stabilisieren der scheibenartigen Wicklungsabschnitte und können andererseits, sofern sie aus einem isolierenden Material bestehen, auch zur Isolation von in Axialrichtung benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten herangezogen werden. Die Verwendung eines Spanndorns als Stift, ermöglicht zudem das Verpressen der gesamten Anordnung in Axialrichtung, was zu einer weiter erhöhten Stabilisierung der scheibenartigen Wicklungsabschnitte führt.A technical realization with which stable switching resistors can be produced comprises a pin extending along the axis of the winding, which pin can be designed, for example, as a mandrel, with disc-shaped supporting bodies applied thereto. The disk-shaped support bodies extend radially away from the pin, are in the axial direction the winding axis spaced from each other and each have a sector-shaped opening. The disc-like winding sections of the metal wire are arranged between the support bodies. On the one hand, the support bodies serve to stabilize the disk-like winding sections and, on the other hand, if they consist of an insulating material, can also be used for the insulation of disk-like winding sections adjacent in the axial direction. The use of a mandrel as a pin, also allows the compression of the entire assembly in the axial direction, which leads to a further increased stabilization of the disc-like winding sections.

Ein erfindungsgemäßer Hochspannungsleistungsschalter umfasst wenigstens eine Hauptschaltstrecke und wenigstens eine zur Hauptschaltstrecke parallel verlaufende Hilfsschaltstrecke, die einen erfindungsgemäßen Schaltwiderstand aufweist. Gegenüber dem Stand der Technik erfordert dieser Hochspannungsleistungsschalter kein Zusammenpressen von individuellen Widerstandselementen zum Gewährleisten eines guten elektrischen Kontaktes. Zudem weist er die mit dem erfindungsgemäßen Schaltwiderstand verbundenen Vorteile auf.A high-voltage power switch according to the invention comprises at least one main switching path and at least one auxiliary switching path extending in parallel to the main switching path and having a switching resistance according to the invention. Compared to the prior art, this high voltage circuit breaker does not require compressing individual resistive elements to ensure good electrical contact. In addition, it has the advantages associated with the switching resistor according to the invention.

Insbesondere kann der Hochspannungsleistungsschalter mehr als eine Hauptschaltstrecke mit jeweils wenigstens einer parallel verlaufenden und einen erfindungsgemäßen Schaltwiderstand aufweisenden Hilfsschaltstrecke umfassen. Die Hauptschaltstrecken sind dann in Reihe geschaltet. Auf diese Weise lassen sich Hochspannungsleistungsschalter mit in der Summe hohen Einschaltwiderständen herstellen, ohne dass die individuellen Einschaltwiderstände einen bestimmten Wert für den ohmschen Widerstand überschreiten müssen. Auf diese Weise können die einzelnen Einschaltwiderstände in ihren Abmessungen begrenzt bleiben.In particular, the high-voltage power switch can comprise more than one main switching path, each having at least one auxiliary switching path having a parallel running and a switching resistance according to the invention. The main switching paths are then connected in series. In this way, high-voltage circuit breakers can be produced with a total of high starting resistances without the individual starting resistors having to exceed a certain value for the ohmic resistance. In this way, the individual starting resistances can remain limited in their dimensions.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.Further features, properties and advantages of the present invention will become apparent from the following description of Embodiments with reference to the accompanying figures.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalters. Fig. 1 shows the diagram of a high-voltage circuit breaker according to the invention.

Fig. 2 zeigt ein Wicklungsschema für einen erfindungsgemäßen Schaltwiderstand des Hochspannungsleistungsschalters in einem Schnitt entlang der Wicklungsachse. Fig. 2 shows a winding diagram for a switching resistance of the high voltage circuit breaker according to the invention in a section along the winding axis.

Fig. 3 zeigt einen scheibenartigen Wicklungsabschnitt aus dem Wicklungsschema nach Fig.2 in einer Draufsicht in Richtung der Wicklungsachse. Fig. 3 shows a disc-like winding section from the winding scheme Fig.2 in a plan view in the direction of the winding axis.

Fig. 4 zeigt ein Wicklungsschema für einen nicht erfindungsgemäßen Schaltwiderstand eines Hochspannungsleistungsschalters in einem Schnitt entlang der Wicklungslängsachse. Fig. 4 shows a winding diagram for a non-inventive switching resistance of a high voltage circuit breaker in a section along the winding longitudinal axis.

Fig. 5 zeigt den Übergang zwischen zwei benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten in dem in Fig. 4 dargestellten Wicklungsschema in einer Draufsicht in Richtung der Wicklungsachse. Fig. 5 shows the transition between two adjacent disc-like winding sections in the in Fig. 4 illustrated winding diagram in a plan view in the direction of the winding axis.

Fig. 6 zeigt in einem Schnitt entlang der Wicklungslängsachse einen erfindungsgemäßen Schaltwiderstand mit dem Wicklungsschema aus Fig. 2. Fig. 6 shows in a section along the winding longitudinal axis of a switching resistor according to the invention with the winding scheme Fig. 2 ,

Fig. 7 zeigt den in Fig. 6 dargestellten Schaltwiderstand in einem Schnitt, der senkrecht zur Wicklungsachse durch einen Stützkörper des erfindungsgemäßen Schaltwiderstandes verläuft. Fig. 7 shows the in Fig. 6 illustrated switching resistor in a section perpendicular to the winding axis through a support body of the switching resistor according to the invention.

Fig. 8 zeigt in einem Schnitt entlang der Wicklungslängsachse einen nicht erfindungsgemäßen Schaltwiderstand mit dem Wicklungsschema aus Fig. 4. Fig. 8 shows in a section along the winding longitudinal axis of a non-inventive switching resistor with the winding scheme Fig. 4 ,

Fig. 9 zeigt den nicht erfindungsgemäßen Schaltwiderstand aus Fig. 8 in einem Schnitt, der senkrecht zur Wicklungsachse durch einen Stützkörper des Schaltwiderstandes verläuft. Fig. 9 shows the non-inventive switching resistance Fig. 8 in a section which runs perpendicular to the winding axis through a supporting body of the switching resistor.

Fig. 10 zeigt den Wicklungssinn der Wicklungen in den Wicklungsschemata aus den Figuren 2 und 4 in einer ersten Variante. Fig. 10 shows the winding sense of the windings in the winding schemes of the FIGS. 2 and 4 in a first variant.

Fig. 11 zeigt den Wicklungssinn der Wicklungen in den Wicklungsschemata aus den Figuren 2 und 4 in einer zweiten Variante. Fig. 11 shows the winding sense of the windings in the winding schemes of the FIGS. 2 and 4 in a second variant.

Ein beispielhaftes Schaltbild für den erfindungsgemäßen Hochspannungsleistungsschalter 1 ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Figur bezeichnet G einen Generator, der eine elektrische Hochspannung zur Verfügung stellt, die an eine Hochspannungsleitung geschaltet werden soll. Die Hochspannungsleitung ist in Fig.1 durch einen Wellenwiderstand 3 repräsentiert. Der Hochspannungsleistungsschalter 1 umfasst eine erste Hauptschaltstrecke 5 und eine zur ersten Hauptschaltstrecke 5 in Reihe geschaltete zweite Hauptschaltstrecke 7, die jeweils einen Schalter 6, 8 zum Öffnen und Schließen der Hauptschaltstrecken 5, 7 aufweisen. Zu jeder Hauptschaltstrecke 5, 7 ist eine Hilfsschaltstrecke 9, 11 parallel geschaltet. Die Hilfsschaltstrecken 9, 11 umfassen jeweils einen ohmschen Widerstand 10, 12 und einen Hilfsschalter 13, 15, mit dem die jeweilige Hilfsschaltstrecke 9, 11 geöffnet bzw. geschlossen werden kann.An exemplary circuit diagram for the high-voltage circuit breaker 1 according to the invention is shown in FIG Fig. 1 shown. In this figure, G indicates a generator providing a high voltage electric power to be connected to a high voltage power line. The high voltage line is in Fig.1 represented by a characteristic impedance 3. The high-voltage power switch 1 comprises a first main switching path 5 and a second main switching path 7 connected in series with the first main switching path 5, each having a switch 6, 8 for opening and closing the main switching paths 5, 7. For each main switching path 5, 7 is an auxiliary switching path 9, 11 connected in parallel. The auxiliary switching sections 9, 11 each comprise an ohmic resistor 10, 12 and an auxiliary switch 13, 15, with which the respective auxiliary switching path 9, 11 can be opened or closed.

Wenn mittels des Hochspannungsleistungsschalters 1 der Generator G an die Hochspannungsleitung, d.h. an den Wellenwiderstand 3, angeschlossen werden soll, so werden zuerst die Hilfsschaltstrecken 9, 11 geschlossen, bevor wenige Millisekunden später die Hauptschaltstrecken 5, 7 geschlossen werden. Auf diese Weise wird die Generatorspannung in zwei Stufen auf die Hochspannungsleitung geschaltet.When, by means of the high voltage circuit breaker 1, the generator G is connected to the high voltage line, i. is to be connected to the characteristic impedance 3, so first the auxiliary switching sections 9, 11 closed before a few milliseconds later, the main switching sections 5, 7 are closed. In this way, the generator voltage is switched to the high voltage line in two stages.

Im Hochspannungsleistungsschalter 1 sind die ohmschen Widerstände 10 bzw. 12 als Widerstandstrecken realisiert, die jeweils aus einem um eine Wicklungsachse A gewickelten Metalldraht bestehen.In the high-voltage circuit breaker 1, the ohmic resistors 10 and 12 are implemented as resistance paths, each consisting of a wound around a winding axis A metal wire.

Ein Wicklungsschema für die Wicklung im erfindungsgemäßen Schaltwiderstand des Metalldrahtes 17 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Reihenfolge der einzelnen Windungen des spiralförmig gewickelten Drahtes 17 ist durch die Nummern in den kreisförmigen Windungsquerschnitten angedeutet. Der Draht ist von einem Anfangspunkt (Kreis mit der Nummer "1") aus in Form einer archimedischen Spirale in Bezug auf die Wicklungsachse A von innen nach außen gewickelt, so dass er einen ersten scheibenförmigen Wicklungsabschnitt 19a bildet. Vom Ende des scheibenartigen Wicklungsabschnittes 19a (Windungsquerschnitt mit der Nummer "4") verläuft die Wicklung des zweiten Wicklungsabschnittes 19b von radial außen nach radial innen, also zur Wicklungsachse A hin. Der dritte scheibenartige Wicklungsabschnitt 19c ist dann wieder von radial innen nach radial außen gewickelt und so weiter.A winding diagram for the winding in the switching resistance of the metal wire 17 according to the invention is shown in FIG Fig. 2 shown. The order of the individual turns of the spirally wound wire 17 is indicated by the numbers in the circular turns. The wire is wound from an initial point (circle number "1") in the form of an Archimedean spiral with respect to the winding axis A from the inside to the outside so as to form a first disk-shaped winding portion 19a. From the end of the disk-like winding section 19a (winding cross-section with the number "4"), the winding of the second winding section 19b extends from radially outside to radially inside, ie towards the winding axis A. The third disc-like winding portion 19c is then again wound from radially inward to radially outward, and so on.

Das Wicklungsschema ist in Fig. 2 anhand einer Wicklung mit 400 Windungen schematisch dargestellt. Die Nummerierung der Windungen entspricht der Reihenfolge ihrer Wicklung, d.h. Windung 1 wurde zuerst gewickelt, dann Windung 2 und so weiter bis schließlich zu Windung 400. Da der ohmsche Widerstand des Metalldrahtes linear mit seiner Länge wächst, fällt in jeder Windung ein Teil der Hochspannung ab, der dem Anteil der Länge der jeweiligen Windung an der Gesamtlänge des Metalldrahtes entspricht. Wenn nun der Abstand der äußersten Windung von der innersten Windung im Vergleich zum Radius der innersten Windung klein ist, können die Längen der einzelnen Windungen in guter Näherung als gleich angesehen werden. Dann fällt über jede Windung 1/400 der anliegenden Hochspannung ab. Während am Ende der ersten Wicklung eine 1/400 der Hochspannung abgefallen ist, sind am Ende der zweiten Wicklung 2/400 der Hochspannung abgefallen, am Ende der 3. Wicklung 3/400 und so weiter. Am ende der 8. Wicklung sind 8/400 abgefallen und am Ende der 400. Wicklung schließlich 400/400, d.h. am Ende der 400. Wicklung ist die gesamte Spannung abgefallen.The winding scheme is in Fig. 2 schematically represented by a winding with 400 turns. The numbering of the turns corresponds to the order of their winding, ie turn 1 was wound first, then turn 2 and so on until finally turn 400. Since the ohmic resistance of the metal wire grows linearly with its length, part of the high voltage will drop in each turn which corresponds to the proportion of the length of the respective turn to the total length of the metal wire. Now, if the distance of the outermost turn from the innermost turn is small compared to the radius of the innermost turn, the lengths of the individual turns can be considered to be the same in a good approximation. Then falls over each turn from 1/400 of the applied high voltage. While at the end of the first winding a 1/400 of the high voltage has dropped, at the end of the second winding 2/400 of the high voltage has dropped, at the end of the 3rd winding 3/400 and so on. At the end of the 8th winding 8/400 have fallen and at the end of the 400th winding finally 400/400, ie at the end of the 400th winding, the entire voltage has dropped.

Für das in Fig. 2 dargestellte Wicklungsschema bedeutet dies, dass zwischen radial benachbarten Wicklungen jeweils eine Spannungsdifferenz von 1/400 der gesamten über den Schaltwiderstand abfallenden Spannung anliegt. Bei den zu schaltenden Hochspannungen ist dieser Wert technisch einfach beherrschbar. Als Isolation genügt dabei eine Lackisolierung der Drahtoberfläche. Zwischen Windung Nr. 1 und Windung Nr. 8 liegen 7/400 der Gesamtspannung an, was der maximalen Spannungsdifferenz zwischen zwei in Axialrichtung der Wicklungsachse benachbarten Wicklungsabschnitten entspricht. Auch dieser Wert ist bei den üblicherweise zu schaltenden Hochspannungen technisch leicht beherrschbar.For the in Fig. 2 shown winding diagram, this means that between radially adjacent windings each one Voltage difference of 1/400 of the total across the switching resistance voltage drops. With the high voltages to be switched this value is technically easy to control. As insulation, a paint insulation of the wire surface is sufficient. Between winding No. 1 and winding No. 8 are 7/400 of the total voltage, which corresponds to the maximum voltage difference between two adjacent in the axial direction of the winding axis winding sections. This value is technically easy to control in the usually to be switched high voltages.

In dem in Fig. 2 dargestellten Wicklungsschema ist der erste scheibenartige Wicklungsabschnitt 19a eine von innen nach außen verlaufenden archimedische Spirale, während der zweite Wicklungsabschnitt 19b eine von außen nach innen verlaufende archimedische Spirale darstellt und der dritte Wicklungsabschnitt 19c wiederum eine von innen nach außen verlaufende archimedische Spirale. Da die gesamte Spule des Schaltwiderstandes nach diesem Schema gewickelt ist, ist der Übergang zwischen zwei benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten 19 besonders einfach. Es ist lediglich ein kurzer Übergangsschnitt des Drahtes zwischen benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten nötig.In the in Fig. 2 The winding pattern shown in FIG. 1 is the first disk-like winding portion 19a, an inwardly-outward Archimedean spiral, while the second winding portion 19b is an Archimedean spiral running from outside to inside, and the third winding portion 19c is an Archimedean spiral running from inside to outside. Since the entire coil of the switching resistor is wound according to this scheme, the transition between two adjacent disc-like winding sections 19 is particularly simple. It is only a short transitional section of the wire between adjacent disc-like winding sections needed.

Ein Wicklungsschema für die Wicklung eines nicht erfindungsgemäßen Schaltwiderstandes ist in Fig. 4 dargestellt. Auch hier bezeichnet die Nummerierung der einzelnen Spulenabschnitte des Drahtes 17 wieder die Reihenfolge der Wicklung beim Herstellen des Schaltwiderstandes. Während der erste scheibenartige Wicklungsabschnitt 19a' dem ersten scheibenartigen Wicklungsabschnitt 19a' aus Fig. 2 entspricht, unterscheidet sich der zweite scheibenartige Wicklungsabschnitt 19b' in Fig. 4 vom zweiten scheibenartigen Wicklungsabschnitt 19b in Fig. 2 dadurch, dass er statt von radial außen nach radial innen ebenso wie der erste scheibenartige Wicklungsabschnitt 19a' von radial innen nach radial außen gewickelt ist. Auch der dritte scheibenartige Wicklungsabschnitt 19c' ist in Fig. 4 wie alle übrigen scheibenartigen Wicklungsabschnitte dieses Wicklungsschemas von radial innen nach radial außen in Bezug auf die Wicklungsachse A gewickelt. Der Übergang zwischen zwei benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten 19a', 19b' erfolgt durch eine verkürzte spiralförmige Wicklung 21, die zwischen den beiden scheibenartigen Wicklungsabschnitten von radial außen nach radial innen verläuft (siehe Fig. 5). Diese verkürzte Wicklung umfasst im vorliegenden Beispiel lediglich eine einzige Windung.A winding diagram for the winding of a non-inventive switching resistor is in Fig. 4 shown. Again, the numbering of the individual coil sections of the wire 17 again designates the order of the winding when producing the switching resistor. While the first disc-like winding portion 19a 'of the first disc-like winding portion 19a' from Fig. 2 corresponds, the second disc-like winding portion 19 b 'differs in Fig. 4 from the second disc-like winding portion 19b in FIG Fig. 2 in that it is wound from radially inward to radially outward, as opposed to from radially outward to radially inward, just like the first disk-like winding section 19a '. Also, the third disc-like winding portion 19c 'is in Fig. 4 like all other disc-like winding sections of this Winding schemes from radially inward to radially outward with respect to the winding axis A wound. The transition between two adjacent disk-like winding sections 19a ', 19b' is effected by a shortened spiral winding 21, which runs between the two disk-like winding sections from radially outside to radially inside (see Fig. 5 ). This shortened winding comprises in the present example only a single turn.

Im Wicklungsschema des nicht erfindungsgemäßen Schaltwiderstands liegen wie im Wicklungsschema des erfindungsgemäßen Schaltwiderstands zwischen zwei radial benachbarten Windungen jeweils 1/400 der über den Schaltwiderstand abfallenden Spannung an. Während im Wicklungsschema des erfindungsgemäßen Schaltwiderstands zwischen zwei in Axialrichtung der Wicklungsachse benachbarten Windungen bis zu 7/400 der Gesamtspannung anliegen, liegen im Wicklungsschema des nicht erfindungsgemäßen Schaltwiderstands immer 4/400 zwischen zwei in Axialrichtung der Wicklungsachse benachbarten Windungen an.In the winding diagram of the switching resistance not according to the invention, as in the winding diagram of the switching resistance according to the invention, between each of two radially adjacent turns there are respectively 1/400 of the voltage drop across the switching resistor. While in the winding scheme of the switching resistance according to the invention between two adjacent in the axial direction of the winding turns up to 7/400 of the total voltage applied in the winding scheme of non-inventive switching resistance always 4/400 between two adjacent in the axial direction of the winding axis windings.

Um die Induktivität der Wicklung des Schaltwiderstandes gering zu halten, umfassen die in den Figuren 2 und 4 dargestellten Wicklungen erste scheibenartige Wicklungsabschnitte 19 und zweite scheibenartige Wicklungsabschnitte 19A, die sich hinsichtlich ihres Wicklungssinnes in Bezug auf eine Blickrichtung B parallel zur Wicklungsachse A voneinander unterscheiden (vgl. Figuren 10 und 11). Der Wicklungssinn bestimmt die Flussrichtung des durch die Wicklungsabschnitte um die Wicklungsachse A herum fließenden Stromes und damit die Orientierung von durch den fließenden Strom hervorgerufenen Magnetfeldern. In den Figuren 10 und 11 ist der Stromfluss für zwei unterschiedliche Wicklungskonfigurationen dargestellt. Punkte zeigen dabei einen Stromfluss aus der Zeichnungsebene heraus und Kreuze einen Stromfluss in die Zeichnungsebene hinein an. Wenn ein Punkt bspw. eine in Bezug auf die Blickrichtung B im Uhrzeigersinn gewickelte Windung anzeigt, zeigt ein Kreuz eine entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelte Windung an. Ein von einem Stromfluss durch einen ersten scheibenartigen Wicklungsabschnitt 19 mit im Uhrzeigersinn gewickelten Windungen erzeugtes Magnetfeld kann durch ein von einem zweiten scheibenförmigen Wicklungsabschnitt 19A mit entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelten Windungen erzeugtes Magnetfeld weitgehend kompensiert werden, so dass die Induktiviät der Spule auch bei einer großen Anzahl scheibenartiger Wicklungsabschnitte gering gehalten werden kann. Ein besonders weitgehendes Aufheben der Magnetfelder ist möglich, wenn die bei jedem Übergang von einem scheibenartigen Wicklungsabschnitt zum nächsten eine Umkehrung des Wicklungssinnes erfolgt, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Grundsätzlich reicht es in den meisten Fällen aber aus, wenn auf eine Anzahl scheibenartiger Wicklungsabschnitte mit einem ersten Wicklungssinn eine Anzahl von scheibenartigen Wicklungsabschnitten mit entgegengesetztem Wicklungssinn folgt, wie dies in Fig. 11 an einem Beispiel mit jeweils drei im gleichen Wicklungssinn gewickelten scheibenartigen Wicklungsabschnitten dargestellt ist.To keep the inductance of the winding of the switching resistor low, include in the FIGS. 2 and 4 Windings shown first disc-like winding sections 19 and second disc-like winding sections 19A, which differ in terms of their sense of winding with respect to a viewing direction B parallel to the winding axis A from each other (see. FIGS. 10 and 11 ). The winding sense determines the flow direction of the current flowing through the winding sections around the winding axis A and thus the orientation of magnetic fields caused by the flowing current. In the FIGS. 10 and 11 the current flow is shown for two different winding configurations. Points show a current flow out of the plane of the drawing and cross a current flow into the plane of the drawing. For example, when a point indicates a winding wound clockwise with respect to the viewing direction B, a cross indicates a winding wound in a counterclockwise direction. A magnetic field generated by a current flow through a first disc-like winding section 19 with clockwise wound windings can by a magnetic field generated by a second disc-shaped winding portion 19A with counter-clockwise wound windings are largely compensated, so that the inductance of the coil can be kept small even with a large number of disc-like winding sections. A particularly extensive cancellation of the magnetic fields is possible if, at each transition from one disk-like winding section to the next, a reversal of the winding sense takes place, as shown in FIG Fig. 10 is shown. In principle, however, it suffices in most cases if a number of disk-like winding sections with a first winding sense are followed by a number of disk-like winding sections with opposite winding directions, as shown in FIG Fig. 11 is shown on an example with three each wound in the same sense winding disk-like winding sections.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltwiderstandes ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Während Fig. 6 einen Schnitt entlang der Wicklungssachse A des Schaltwiderstandes zeigt, zeigt Fig. 7 einen Schnitt senkrecht zur Wicklungsachse A. Der Schaltwiderstand umfasst einen Stift, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Spanndorn 23 ausgebildet ist und sich entlang der Wicklungsachse A erstreckt. Auf den Spanndorn 23 sind isolierende Stützkörper 25 aufgeschoben und gegeneinander verspannt. Die Stützkörper 25 sind scheibenartig ausgebildet, wobei sich die Schreibenebene senkrecht zur Wicklungsachse A erstreckt. Am radial inneren Ende der Stützkörper 25 sind einseitig abgewinkelte Bereiche 27 ausgebildet, welche Öffnungen der Stützkörper, durch die sich der Spanndorn 23 erstreckt, radial begrenzen. Die abgewinkelten Abschnitte 27 stellen Abstandshalter dar, die beim Verspannen der Stützkörper 25 auf dem Spanndorn 23 im Bereich radial außerhalb der abgewinkelten Abschnitte einen Mindestabstand zwischen den Stützkörpern 25 sicher stellen. Dadurch verbleiben zwischen den einzelnen Stützkörpern 25 Aufnahmen, in denen sich die scheibenförmigen Wicklungsabschnitte 19 der Wicklung des Metalldrahtes befinden. Statt der abgewinkelten Abschnitte können auch Abstandshalterringe Verwendung finden, die zwischen benachbarten Stützkörpern ohne abgewinkelte Abschnitte auf den Stift aufgeschoben sind.An embodiment of the switching resistor according to the invention is in the FIGS. 6 and 7 shown. While Fig. 6 shows a section along the winding axis A of the switching resistor shows Fig. 7 a section perpendicular to the winding axis A. The switching resistor comprises a pin which is formed in the present embodiment as a mandrel 23 and extending along the winding axis A. On the mandrel 23 insulating support body 25 are pushed and braced against each other. The support body 25 are formed like a disk, wherein the writing plane extends perpendicular to the winding axis A. At the radially inner end of the support body 25 unilaterally angled portions 27 are formed, which define openings of the support body through which the mandrel 23 extends radially. The angled portions 27 are spacers, which ensure a minimum distance between the support bodies 25 when clamping the support body 25 on the mandrel 23 in the region radially outside the angled portions. This leaves between the individual support bodies 25 recordings in which the disc-shaped winding sections 19 of the winding of the metal wire are. Instead of the angled portions and spacer rings can be used, which are pushed between adjacent support bodies without angled portions on the pin.

Die Stützkörper 25 weisen jeweils einen sektorförmigen Ausschnitt 31 auf. Die Stützkörper 25 sind so auf den Spanndorn 23 aufgeschoben, dass ihre sektorförmigen Ausschnitte in Längsrichtung der Achse A fluchten. Diese sektorförmigen ausschnitte ermöglichen es, Übergangsabschnitte 29 des Metalldrahtes zwischen benachbarten scheibenartigen Spulenabschnitten 19 durch die Stützkörper 25 hindurchzuführen. Die Übergangsabschnitte 29 befinden sich jeweils im Wechsel am radial äußeren Ende und am radial inneren Ende der scheibenartigen Wicklungsabschnitte 19.The support bodies 25 each have a sector-shaped cutout 31. The support body 25 are pushed onto the mandrel 23 so that their sector-shaped cutouts in the longitudinal direction of the axis A are aligned. These sector-shaped cutouts make it possible to pass through transition sections 29 of the metal wire between adjacent disc-like coil sections 19 through the support bodies 25. The transition sections 29 are each in alternation at the radially outer end and at the radially inner end of the disc-like winding sections 19th

Die den Schaltwiderstand in Axialrichtung des Spanndorns begrenzenden Stützelemente 33 bzw. 35 unterscheiden sich von den übrigen Stützelementen 25. Das in Fig. 6 ganz links dargestellte Stützelement 33 weist weder einen rechtwinklig abgewinkelten Abschnitt 27, noch einen sektorförmigen Ausschnitt 31 auf. Das in Fig. 6 ganz rechts dargestellte Stützelement 35 weist ebenfalls keinen sektorförmigen Ausschnitt 31 auf. Im Unterschied zum Stützelement 33 ist es jedoch mit einem rechtwinkligen Abschnitt 27 ausgestattet. Die sektorförmigen Ausschnitte 31 sind bei den axial äußersten Stützelementen 33, 35 nicht nötig, da keine Drahtdurchführung zu einem benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitt erfolgt.The limiting the resistance in the axial direction of the mandrel supporting elements 33 and 35 differ from the other support elements 25. Das in Fig. 6 Support member 33 shown on the left has neither a right-angled section 27, nor a sector-shaped cutout 31. This in Fig. 6 Also shown on the right supporting element 35 also has no sector-shaped cutout 31. In contrast to the support element 33, however, it is equipped with a rectangular section 27. The sector-shaped cutouts 31 are not necessary in the case of the axially outermost support elements 33, 35, since there is no wire leadthrough to an adjacent disk-like winding section.

Die Stützkörper 25 sind aus einem isolierenden Material, beispielsweise Keramik oder einem isolierenden Kunststoff hergestellt, und übernehmen daher gleichzeitig auch die Aufgabe, benachbarte scheibenartige Wicklungsabschnitte 19 gegeneinander zu isolieren. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn der sektorförmige Ausschnitt möglichst klein gehalten wird. Klein gehalten werden kann der Ausschnitt insbesondere, wenn die Übergangsabschnitte 29 parallel zur Längsachse A des Spanndorns verlaufen. In diesem Fall braucht der Ausschnitt lediglich als Schlitz ausgebildet zu sein. Diese Art des Übergangs ist jedoch in der Wicklung sehr viel aufwändiger als wenn der Übergangsabschnitt hauptsächlich entlang der Umfangsrichtung des Spanndorns verläuft und nur eine relativ geringe Richtungskomponente parallel zur Längsachse A aufweist.The support body 25 are made of an insulating material, such as ceramic or an insulating plastic, and therefore at the same time take on the task of insulating adjacent disc-like winding sections 19 against each other. For this purpose, it is advantageous if the sector-shaped cutout is kept as small as possible. The cutout can be kept small, in particular, when the transitional sections 29 are parallel to the longitudinal axis A of the Mandrel run. In this case, the cutout need only be formed as a slot. However, this type of transition is much more complex in the winding than when the transition section extends mainly along the circumferential direction of the mandrel and has only a relatively small direction component parallel to the longitudinal axis A.

Ein nicht erfindungsgemäßer Schaltwiderstand ist in Fig.8 und Fig. 9 dargestellt. Der Spanndorn 23 ist identisch mit dem Spanndorn 23 in Fig. 6. Ebenso sind die den Schaltwiderstand im Axialrichtung begrenzenden Stützkörper 33, 35 mit denen aus Fig. 8 identisch. Die übrigen Stützkörper 37 aus Fig. 8 unterscheiden sich von den Stützkörpern 25 aus Fig. 7 lediglich durch die Form ihres sektorförmigen Ausschnittes 39. Während der sektorförmige Ausschnitt 31 in den Stützkörpern 25 des Ausführungsbeispiels spiegelsymmetrisch bezüglich einer Spiegelachse S ausgebildet ist, weist der sektorförmige Ausschnitt 39 der Stützkörper 37 in diesem nicht erfindungsgemäßen Fall eine derartige Symmetrie nicht auf. Der sektorförmige Ausschnitt 39 ist an einer Seite durch eine gerade, in Radialrichtung zur Wicklungsachse A verlaufende Kante 40 begrenzt. Die zweite Kante 42 des sektorförmigen Ausschnittes 39 verläuft hingegen nicht in Radialrichtung zur Wicklungsachse A, sondern ist in Radialrichtung zur Längsachse A versetzt und weist eine Krümmung auf, die um so größer wird, je weiter sie sich im radial inneren Bereich des Stützkörpers 37 befindet. Durch den Ausschnitt 39 ist die Windung 21 der verkürzten Spirale geführt, welche zwei benachbarte scheibenförmige Wicklungsabschnitte 19 miteinander verbindet. Der radial innerste Abschnitt 43 der Kante 42 entspricht in seiner Krümmung in etwa der Krümmung der Windung 21 der verkürzten Spirale zwischen zwei benachbarten scheibenartigen Wicklungsabschnitten 19 in diesem Bereich. Auf diese Weise kann die Kante 42 als Führung für den radial inneren Abschnitt der Windung 21 dienen.A non-inventive switching resistance is in Fig.8 and Fig. 9 shown. The mandrel 23 is identical to the mandrel 23 in Fig. 6 , Likewise, the limiting the resistance in the axial direction supporting body 33, 35 with those of Fig. 8 identical. The remaining support body 37 from Fig. 8 differ from the support bodies 25 Fig. 7 While the sector-shaped cutout 31 in the support bodies 25 of the exemplary embodiment is mirror-symmetrical with respect to a mirror axis S, the sector-shaped cutout 39 of the support body 37 does not exhibit such a symmetry in this case. The sector-shaped cutout 39 is delimited on one side by a straight edge 40 running in the radial direction to the winding axis A. The second edge 42 of the sector-shaped cutout 39, however, does not extend in the radial direction to the winding axis A, but is offset in the radial direction to the longitudinal axis A and has a curvature, which is the greater, the further it is in the radially inner region of the support body 37. Through the cutout 39, the winding 21 of the shortened spiral is guided, which connects two adjacent disk-shaped winding sections 19 together. The radially innermost portion 43 of the edge 42 corresponds in its curvature approximately to the curvature of the winding 21 of the shortened spiral between two adjacent disc-like winding sections 19 in this area. In this way, the edge 42 can serve as a guide for the radially inner portion of the winding 21.

Die Abmessungen des den ohmschen Widerstand bildenden Drahtes ergeben sich aus den für jedes Metall verschiedenen physikalischen Größen (spezifische Wärmekapazität c in Ws/kgK, spezifisches Gewicht γ in Kg/m³und spezifischer ohmscher Widerstand ρ in Ωmm²/m bzw. Ωm) und einer durch die umgebenden weiteren Bauteile festgelegten maximalen Erwärmung ΔT (wobei die gesamte im ohmschen Widerstand elektrisch umgesetzte Energie E durch die sehr kurze Einwirkzeit von nur wenigen Millisekunden in Wärme umgesetzte wird) durch einfache formelmäßige Beschreibung. So kann aus den vorgenannten Parametern das erforderliche Drahtgewicht, daraus wiederum das erforderliche Drahtvolumen und im Weiteren daraus die erforderliche Drahtlänge bei einem bestimmten Drahtdurchmesser ermittelt werden. Das Drahtgewicht G ergibt sich dabei aus $G = \frac{E}{Δ T \times c}$

und das Drahtvolumen V aus

V = G / γ .

The dimensions of the ohmic resistance forming wire resulting from the different physical quantities for each metal (specific heat capacity c in Ws / kgK, specific gravity γ in Kg / m ³ and specific resistance ρ in Ωmm ² / m or Ωm) and a maximum heating .DELTA.T determined by the surrounding further components (wherein the total energy E converted electrically in the ohmic resistance is converted into heat by the very short reaction time of only a few milliseconds) by simple formulaic description. Thus, from the aforementioned parameters, the required wire weight, in turn, the required wire volume and subsequently from the required wire length are determined at a certain wire diameter. The wire weight G results from this

G = \frac{e}{Δ T \times c}

and the wire volume V out

V = G / γ,

Aus dem Drahtvolumen V, der Querschnittsfläche A des Drahtes und dem ohmschen Drahtwiderstand $R = \frac{ρ \times L}{A}$

erhält man durch Umformen die Drahtlänge

L = \sqrt{\frac{V \times R}{ρ}} .

From the wire volume V, the cross-sectional area A of the wire and the ohmic wire resistance

R = \frac{ρ \times L}{A}

one obtains the wire length by reshaping

L = \sqrt{\frac{V \times R}{ρ}},

Mit $A = \frac{d^{2} \times π}{4}$

erhält man weiterhin den Drahtdurchmesser

d = \sqrt{\frac{4 \times ρ \times L}{R \times π}} .

With

A = \frac{d^{2} \times π}{4}

you still get the wire diameter

d = \sqrt{\frac{4 \times ρ \times L}{R \times π}},

Bei einem Hochspannungsschalter für bspw. 550 kV Nennspannung mit zwei in Reihe geschalteten Schaltstrecken bzw. dann auch zwei in Reihe geschalteten Einschaltwiderständen (vgl. Fig. 1) ergeben sich damit z.B. für einen Eisendraht als Widerstandselement Drahtlängen von bis zu 10.000 Metern und Drahtdurchmesser von 1,5 mm, wenn ein maximaler Temperaturanstieg von 250K oder weniger beim Schalten auf Phasenopposition angestrebt wird.In the case of a high-voltage switch for, for example, a rated voltage of 550 kV with two switching sections connected in series and then also two series-connected closing resistors (cf. Fig. 1 ) Thus, for example, for an iron wire as a resistance element wire lengths of up to 10,000 meters and wire diameter of 1.5 mm, if a maximum temperature increase of 250K or less is sought when switching to phase opposition.

Bezugszeichenliste

1: Hochspannungsleistungsschalter
3: Wellenwiderstand
5: erste Hauptschaltstrecke
6: Schalter
7: zweite Hauptschaltstrecke
8: Schalter
9: erste Hilfsschaltstrecke
10: ohmscher Widerstand
11: zweite Hilfsschaltstrecke
12: ohmscher Widerstand
13: Schalter
15: Schalter
17: Metalldraht
19: scheibenförmiger Wicklungsabschnitt
21: Windung
23: Spanndorn
25: Stützkörper
27: abgewinkelter Abschnitt
29: Übergang
31: sektorförmiger Ausschnitt
33: axial begrenzender Stützkörper
35: axial begrenzender Stützkörper
37: Stützkörper
39: sektorförmiger Ausschnitt
40: Kante
42: Kante
43: radial innerster Abschnitt

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1: High voltage circuit breaker
3: impedance
5: first main switching path
6: switch
7: second main switching path
8th: switch
9: first auxiliary switching path
10: ohmic resistance
11: second auxiliary switching path
12: ohmic resistance
13: switch
15: switch
17: metal wire
19: disc-shaped winding section
21: convolution
23: mandrel
25: support body
27: angled section
29: crossing
31: sector-shaped cutout
33: axially limiting support body
35: axially limiting support body
37: support body
39: sector-shaped cutout
40: edge
42: edge
43: radially innermost section

Claims

Switching resistor (10) for high-voltage circuit breakers with a resistance path, which has a nonreactive resistance and is formed by a metal wire (17), characterized in that the metal wire (17) is wound in the form of a spiral about a winding axis (A), and the winding has a plurality of disc-like winding sections (19), which are adjacent to one another in the direction of the winding axis (A) and are wound in the form of Archimedes' spirals, and in that the Archimedes' spirals of the disc-like winding sections (19) are wound alternately away from the winding axis (A) and towards the winding axis (A).
Switching resistor according to Claim 1, characterized in that first and second disc-like winding sections (19, 19A) are provided which are wound with a different sense of rotation.
Switching resistor (10) according to either of Claims 1 and 2, characterized by a pin (23), which extends along the winding axis and has disc-shaped supporting bodies (25, 37) fitted thereon which extend radially away from the pin (23), are arranged spaced apart from one another in the direction of the winding axis (A) and each have a sector-shaped opening (31, 39).
Switching resistor (10) according to Claim 3,
characterized in that the pin is in the form of a tensioning spindle (23).
Heavy-duty circuit breaker (1) with at least one main switching path (5) and at least one auxiliary switching path (9), which runs parallel to the main switching path (5) and has a switching resistor (10) according to one of the preceding claims.
Heavy-duty circuit breaker (1) according to Claim 5, characterized in that at least two main switching paths (5, 7) are connected in series with in each case at least one auxiliary switching path (9, 11), which runs parallel to the respective main switching path (5, 7) and has a switching resistor (10, 12) according to one of Claims 1 to 4.