确定开关装置剩余寿命的方法和设备制造方法及图纸

一种用于确定一开关装置的剩余寿命的方法，该开关装置具有可被一开关机构置于接通或断开位置的开关触头，为此存在一个电磁传动装置，其中，为了在接通位置施加一个预定的接触力利用一接触力弹簧的一个确定的推压力，此方法包括下列措施：　　　　－在静态，在开关装置的接通位置，亦即当开关触头闭合时检测推压力，　　　　－将所检测到的推压力值与开关触头的烧损和／或开关机构的磨损联系起来，　　　　－根据开关触头的烧损值和／或开关机构的磨损确定该开关装置的剩余寿命。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述确定开关装置剩余寿命的方法。此外，本专利技术还涉及一种按权利要求10前序部分所述的附属设备。对于开关设备的工作可靠性重要的是，了解开关装置中的触头尤其是接触器触头的剩余寿命，以便及时采取维护措施，例如对于接触器通过更换触头，避免工作故障。在这里为了检测烧损，已知作为判断烧损状况的替代准则是使用所谓的触头推压力，在实际工作中检测推压力的变化。推压力的变化由触头的触头烧损和机械磨损合成。尤其对于开关触头寿命很长的开关，迄今不检测磨损的影响。为了使触头材料有更高的利用率，触头推压力必须直接在产生推压力的那些构件上测量。按先有技术，迄今分析在断开过程中的时间顺序。尤其对于空气接触器发展了一种方法用于触头烧损的剩余寿命识别，其中，通过测量在衔铁打开(由线圈电压内特性曲线峰值表征)与触头断开(由出现触头间距电压表征)之间的时间间隔，确定烧损并因而测定剩余寿命。作为判断触头烧损替代准则的检测推压力变化的方法受到欧洲专利EP0694937B1的保护。在EP 0878016B1、EP 0878015B1和EP 1002325B1中详细介绍了尤其在开关装置中使用的方法。这些方法均无例外地在断开过程，亦即在通过电磁传动装置断开开关触头时来检测推压力的变化，由此具体确定开关触头上的烧损，并由此计算开关的剩余寿命。在空气接触器中，由于刚性连接的结构和使用耐磨的材料对，磨损一般小到可以忽略不计。对于尤其用于真空接触器的开关装置，通常采用前言所述类型的方法，这种方法借助传感器工作，它是本中请人一项平行申请的内容。此方法同样以Δt-时间测量为基础，它作为替代准则可用来确定开关触头的推压力，以及为了借助时间测量来检测触头的推压力需要一个受微处理器控制的电子分析装置。在开关中，尤其在有真空开关管的接触器中，不可能光学地监控触头，目前，触头烧损只能通过作标记或借助接通状态下的烧损指导量来检查。在这种情况下不检测传动装置内或开关机构内的磨损，例如转向杆上的磨损。由上述事实情况出发，本专利技术的目的是提供一种确定开关装置剩余寿命的简化方法以及创造附属的设备。上述目的按本专利技术在一种前言所述类型的方法中采取权利要求1中所述措施达到。相关的附属设备则由权利要求10所述特征给出。该方法和附属设备的进一步发展是各从属权利要求的内容。按本专利技术有利地在静态，亦即在接通状态当触头闭合时测量。由此不仅得知真正的触头烧损，而且还能检测开关机构上的磨损。这尤其在监测真空接触器时是有利的，此时由于力的转向和由此导致结构比较复杂的开关机构，在开关机构中运动部件的磨损已经不能忽略。此外，因为在真空接触器中触头行程较小，在观察推压力变化时必须考虑这些部件机械磨损的份额。所介绍的方法当然同样也可以在空气接触器中使用，虽然在空气接触器中基于较简单的机械接合所述推压力变化主要源自于开关触头烧损所致。在用于实施此方法的附属的设备中使用一些传感器用于相对行程测量，尤其是间距测量。这些传感器基于静态测量可以有利地是简单的报警开关。由此在总体上使所述设备具有一种简单的结构。下面借助附图所示实施方式对本专利技术的其他细节和优点予以详细说明。附图中附图说明图1示意表示一个真空接触器，它有包括开关机构部件在内的一附属的传动装置；图2以线路方框图的形式示出第一种实施例；图3作为图1局部的详细示图示出属于图2所示实施例的开关机构；图4以线路方框图的形式示出第二种实施例；以及图5作为图1局部的详细示图示出属于图4所示实施例的开关机构。下面详细说明的用于确定推压力的方法是以传感器进行间距测量为基础。但在这里，不管共同造成推压力变化的触头烧损和机械磨损究竟是何种组成情况，都只检测产生推压力的构件或组件的至少两个零件之间的相对间距的改变。因此，根据传感器的数量和特性(Ausprgung)，可以确定一个或多个报警极限并利用来指示、报警或信号处理。传感器的配置、特性和数量取决于开关装置的结构、所期望的报警准确度和对报警信号的进一步处理。具体存在多种组合可能性。图1表示一个真空接触器典型的结构，它有所属的传动装置。产生推压力的构件/组件是转向杆、弹簧座和运动的管状销和附属件，如导电带接头、杆座、开关位置指示器和附属的固定件。在用字母A至G表示的位置都可能发生磨损或塑性变形，它们可导致推压力升高或推压力减小。下面首先说明一真空接触器的结构，它包括附属的电磁传动装置和与之连接的接触器机构，它用于接通一个单极或多极的电网。下面仅观察三相电网的一个相和仅仅一个真空开关管。按图1，真空接触器1最后一个部分包括一个真空开关管10、接触器机构20、30、40和传动装置100。详细地说，真空开关管10通过固定在一个带有支架4的支座3上。该支架4支承着真空开关管10，为此，开关管10的固定触销15夹紧在支架4内。真空开关管10由空心圆柱形构件11至13组成，其中空心圆柱体11和13通过一个直线状弹性的金属波纹盒12彼此可沿轴向相对移动地设置。构件11和13互相电绝缘，为此其中一个构件可以用陶瓷材料制成。真空开关管10内有两个开关触头17和18在真空条件下彼此沿轴向相对运动，其中开关触头17作为固定触头与固定不动的触销15连接，以及开关触头18作为运动触头与一个沿轴向运动的触销16连接。真空开关管10的开关触头17和18借助电磁传动装置100操纵，为此存在一个由磁轭101、衔铁102和附属的用于电磁激励的线圈105、105′组成的结构。磁轭101装在一支架110内。衔铁102有一个槽103和用于触头支承30的固定装置35。通过电磁传动装置100，衔铁102可被置于两个垂直的不同位置上，其中下部的位置对应真空接触器10的“闭合”位置，以及上部的位置对应真空接触器10“断开”位置。为此，在图1中垂直移动必须转换为水平移动，所以存在一个转向装置20。详细地说，在图1中运动触销16克服一弹簧21的压力支承在开关管10外面，其中，该弹簧21支承在一弹簧座22上。存在一根L形转向杆25，它通过一转轴26支承在转折点内。该转向杆25较短的杠杆臂借助一第一端部元件27压在弹簧座22上，而其较长的杠杆臂则以第二端部元件28插入触头支座30的一槽31内，如已提及的那样，该触头支座30与电磁传动装置100的衔铁102连接。存在一块用于触头支座30的支承板35。借助所述设计为L形的转向杆25，沿垂直方向比较大的移动行程，转换为沿水平方向较小的移动行程和施加相应的力。这对于操纵真空接触器10是必要的，在此真空接触器10中尤其必须在开关触头17和18的接触面之间产生一个足够的接触压力。为此，该用于闭合位置的弹簧21借助一可预定的推压力被夹紧，并由此产生一个对于开关触头17、18的闭合位置足够的接触力。所述推压力在图1中可以通过这样来解释清楚，即，当处于断开的开关位置上时，在转向杆25短杠杆臂上的端部元件27会受到一个后面的杆座23支承。此外，在图1中作为指示器40的机械运动部分还存在一个开关位置指示器41、一导流带接头42和导流带44，后者与一连接汇流排或连接母线45连接。图1所示的装置中，通常触头装置的触头行程比较小，例如＜2mm。其结果是，在包括附属的转向装置的开关传动装置中通过频繁活动产生的各种运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定一开关装置的剩余寿命的方法，该开关装置具有可被一开关机构置于接通或断开位置的开关触头，为此存在一个电磁传动装置，其中，为了在接通位置施加一个预定的接触力利用一接触力弹簧的一个确定的推压力，此方法包括下列措施-在静态，在开关装置的接通位置，亦即当开关触头闭合时检测推压力，-将所检测到的推压力值与开关触头的烧损和/或开关机构的磨损联系起来，-根据开关触头的烧损值和/或开关机构的磨损确定该开关装置的剩余寿命。2.按照权利要求1所述的方法，其特征为将在开关触头的烧损和/或开关机构的磨损达到临界值时的推压力值规定作为报警极限。3.按照权利要求2所述的方法，其特征为指示报警极限的达到和/或将其作为报警信号提供用于信号处理。4.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为进行单相测量和分析。5.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为进行多相测量以及对就各相所测得的结果进行共同分析。6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征为将所述分析信号供给一个存储器可编程的控制器(SPS)。7.按照权利要求4或5所述的方法，其特征为实施一种由微处理器进行控制的分析。8.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为测量一真空接触器中的推压力。9.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为测量一空气接触器中的推压力。10.一种实施按照权利要求1至9之一所述方法的设备，它包括一个开关装置，该开关装置具有至少一个固定的和至少一个运动的开关触头、一个用于驱动开关触头的电磁传动装置以及一个附属的开关机构，其特征为为了静态检测一推压力变化，在所述开关机构(30)上存在至少一个传感器(201至203、401至403)用于测量相对行程，该传感器检测推压力是否达到一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈瑟·谢特尔，伯恩哈特·斯特赖克，诺伯特·米特尔迈耶，彼得·海德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：