确定开关装置和／或电网运行的特定数据的方法及设备制造方法及图纸

一种确定开关装置中触点处开关装置特有数据和／或与之连接的电网内运行数据的方法及设备，尤其针对接触器的触点建议，检测触点间隔处的所谓触头跳起作为触点烧损的等效判据。若测量在断路过程中触头跳起的变化，则由此可确定烧损并换算出触点的剩余寿命。为此有必要准确测量从衔铁开始运动到触点开始断开的衔铁行程。按照本发明专利技术，根据触头跳起检测信号附加地检测在开关装置和在电网上的开关状态。（*该技术在2018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前序部分所述用于确定开关装置触点，尤其是接触器触点处开关装置特有数据和/或确定与之连接的电网内运行数据的方法。此外本专利技术还涉及一种实施此方法的所属设备。在先公开的DE 4427006 A1和在未先公开的DE 19603310 A1及DE19603319 A1中介绍了用于确定接触器剩余寿命的方法，其中由在衔铁断开运动的开始与触头开始断开之间的时间差，测定在寿命期间逐渐增大的触点磨损。在这里使用微处理器及用于检测必要的测量参数的专用电子电路，确定所谓触头跳起(contact spring action)的当前值，由于触点的烧损是从其新值(＝100％剩余寿命)逐渐降至其最低值(＝0％剩余寿命)。将衔铁在断开过程中在衔铁开始断开与触点开始断开之间经过的路段称为触头跳起(Kontaktdurchdruck)。以此为出发点，本专利技术的目的是在上述方法中加入附加的功能并创造所属的设备。本专利技术的目的是通过方法权利要求1的全部特征来实现的。所属的设备由并列的设备权利要求15得出。本专利技术的方法及所属设备的进一步改进设计在从属权利要求中给出。在本专利技术范围内，现有的电子学知识一方面可用来在确定剩余寿命的同时，识别某些故障状态并避免错误计值，另一方面可用来获得可利用于监控开关装置的数据，如开关装置或与之相连的电网的某些状态。通过这种功能的扩展，可达到用最低的附加费用获得其他的测量数据以及可使用已普遍存在的微处理机进行分析计算。也就是说采用本专利技术可以用已有的“确定剩余寿命的电子学知识(Restlebensdauerelektronik)”确定开关装置和/或电网的一些附加状态。这些无需或只需少量附加技术性费用便可测定的状态，在尤其使用接触器作为开关装置时最好是1.检测“接触器驱动装置的电路通/断”2.操作循环数3.检测“相位故障”4.检测“电网电压故障”5.检测“触点焊接”6.检测“短路”其中第1、2和5点涉及作为开关装置的接触器的开关特性数据，第3、4和6点涉及相连电网的运行数据。在相位故障时，在人造中性点处的电压不处于零电位，当两相完好时处于具有幅度为1/2U相的交流电压状态或一相完好时处于1U相交流电压状态。因此，用于触点断开的电子分析电路尽管桥式触头闭合仍产生周期性的输出信号，由此在一般情况下由于所确定的时间差不正确而会导致错误地计算剩余寿命。现在采取这样的措施来解决上述问题，即，当两种状态“接触器接通”和“相位故障”同时存在时，微处理器便能很好地停止剩余寿命的计算。停止计算由微处理器在规定的时间间隔后适时修正并在状况未改变时在下一个时段继续执行。接触器断开时间的最大值提供作为时间间隔长度。在电网电压故障时则相反，三相电网的所有三条相线L1、L2、L3均中断。无论接触器接通或断开，在理想的情况下在接触器负载侧中性点电压均为零。实际上与电网断开的，亦即漂游的电流路径就象天线一样，它能电感应地和电容性地耦合干扰电压。用于触点断开的电子分析电路对此的反应是偶尔受干扰信号影响产生输出信号。当两种状态“接触器接通”和“电网电压故障”同时存在时，在这里也通过微处理器停止剩余寿命的计算。计算的停止方式类似上面已说明的方式。在一般的情况下，中性点电压是相对于一个参考电位测量出来的，在按本专利技术的进一步发展所提供的设备中，操作电压作为出现在中性点电路的一个电流支路上的电压降能够被检测到。下面借助于附图所示实施例对本专利技术的其他优点和细节作进一步说明。附图中附图说明图1示出在断开过程中检测接触器触点剩余寿命并与此同时测算与运行有关的数据或状态；图2示出在三相电网内的断开过程中，为接触器中第一个断开的开关触点生成断开时刻Tk以及通过测量人造中性点电压监控电网电压；图3示出用集成磁传感器技术测定剩余寿命的实施例；图4示出在不使用另一个参考电位的情况下检测中性点处的触点断开；以及图5示出用于测出图4所示中性点处电流支路上的相电压的求值装置。在各附图中相同或作用相同的部分采用同样的附图标记标示。这些图部分共同说明。图1表示确定剩余寿命的设备及其与一个接触器1的配置。分析器100处于负载侧10在接触器和电负载例如电动机20之间，并通过一个用于识别触点断开的第一监控模块101与相线L1、L2和L3触点接通。监控模块101控制微处理器105，后者确定触头跳起和其他的开关运行状态。为此微处理器从一个单元102获得其他的用于监控接触器磁驱动机构的衔铁断开的信号。微处理器将所产生的数据输给输出装置106，由输出装置106在必要时将所有与开关装置有关的数据通过总线输往其他分析器。为接触器配置一接触器磁驱动机构5，它由衔铁3与相应的磁轭4组成。磁轭4上安装有接触器线圈6或6′。线圈通过控制开关控制。在接触器电磁线圈上的电压被输给所述单元102用于监控衔铁断开，衔铁断开信号被传送给分析器100。借助于上述线路可以根据监控模块提供的时间信号通过微处理器105确定当前的触头跳起并由此确定主接触元件的电气寿命。除此之外，现在还可以确定其他一些开关装置特有的数据，前言已指出了这些数据。下面详细说明1)接触器驱动机构“电路通/断”用于由线圈电压检测衔铁开始断开的电子线路在正弦交流电压过零时产生电压脉冲。这些电压脉冲可通过光电耦合器输入微处理器105直接分析，或例如可通过可再触发的时序级产生矩形波信号，它带有一定延迟地跟随开关状态从“通”到“断”的变换及电压例如从“高”到“低”的变换。该一定延迟可规定为电网半周期的持续时间。2)操作循环数微处理器105计算例如在1)中说明的矩形脉冲信号从高到低变换的次数。3)相位故障相位故障在接触器1接通状态作为周期性中性点信号加以检测，并可在触点断开的分析电路中按图2直接作为周期性(双倍电网频率)输出信号由微处理器识别。4)电网电压故障在连接在相线的负载侧，在测量接头与测量接地点之间的人造中性点线路分压器上，量取与相电压成比例的电压并作为数字信号进一步处理。若在接触器的接通状态没有测得此类电压以及微处理器也未发现任何相位故障，则作为结果显示电网电压故障。5)接触焊接接触焊接可在接触器断开状态，存在电网电压的情况下识别。三极焊接的极端情况借助于出现状态“接触器驱动机构电路断”和“没有电网电压故障”来识别。“接触器驱动机构电路断”和“相位故障”状态同时发生时可判断为单极或双极焊接。活动桥式触点的单侧焊接在接触器断开状态下是不可能测得的，因为与此相关的触点间距是电气断开的。但这种桥式触头在接触器接通状态会有高概率地在负载侧产生相位故障。因此当故障指示为“相位故障”时，必须附加指出两种可能的原因“相线中断”或“接触器开关极断开”。6)短路识别短路可采用过载继电器中所使用的电流互感器。作为另一种可选择的方案，例如采用磁传感器，通过它检测规定的电流门限是否被超过。除霍耳效应传感器或磁阻效应传感器外，还可以使用廉价的电感传感器。这些传感器绝缘地直接装在主电流传导路径上，以便使被测的磁场能处于支配地位以及能使相邻的发生短路的开关装置的磁场影响可以忽略不计。短路识别原则上由微处理器通过接触器接通状态逻辑运算。在记录到短路时微处理器输出附加的报警信号，以检查接触器触点是否焊接。尤其能有控制地断开接触器，以便实施焊接检验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定开关装置触点，尤其是接触器触点处开关装置特有数据和／或确定与之连接的电网内运行数据的方法，其中检测触点间隔处的所谓触头跳起作为烧损的等效判据，为了确定触头接触面的烧损，测量断路过程中触头跳起的变化并换算出剩余寿命，为此在由衔铁、电磁线圈及所属的磁轭组成的开关装置驱动机构中测量从衔铁开始运动到触点开始断开的衔铁行程时间，由所测得的时间确定衔铁行程并由此确定触头跳起，其中借助于在所监控的开关装置负载侧采集触点断开的测量数据并根据线圈电压发送有关衔铁运动开始的信号，其特征在于：根据触头跳起检测信号，附加地检测开关装置和电网上的开关状态、运行状态和故障状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1997-8-7 19734224.81.一种确定开关装置触点，尤其是接触器触点处开关装置特有数据和/或确定与之连接的电网内运行数据的方法，其中检测触点间隔处的所谓触头跳起作为烧损的等效判据，为了确定触头接触面的烧损，测量断路过程中触头跳起的变化并换算出剩余寿命，为此在由衔铁、电磁线圈及所属的磁轭组成的开关装置驱动机构中测量从衔铁开始运动到触点开始断开的衔铁行程时间，由所测得的时间确定衔铁行程并由此确定触头跳起，其中借助于在所监控的开关装置负载侧采集触点断开的测量数据并根据线圈电压发送有关衔铁运动开始的信号，其特征在于根据触头跳起检测信号，附加地检测开关装置和电网上的开关状态、运行状态和故障状态。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于检测开关装置驱动机构的运行状态“电路通/断”。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于检测操作循环的次数。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于检测相位故障。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于检测电网电压故障。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于检测触点焊接。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于根据触头跳起检测信号附加地导出在电网中可能存在的短路。8.按照权利要求1、4和5所述的方法，其特征在于通过检测相位故障和/或电网电压故障，避免在确定开关触点剩余寿命时的不正确计算。9.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于开关装置驱动机构“电路通/断”信号通过一个光电耦合器输入微处理器作进一步分析。10.按照权利要求1和3所述的方法，其特征在于在微处理器内计算“电路通/断”信号交替变换的次数。11.按照权利要求1和4所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里茨波尔，诺伯特埃尔斯纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]