确定开关设备剩余使用寿命的方法及相应的装置的制作方法

专利名称：确定开关设备剩余使用寿命的方法及相应的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过在开关设备驱动机构运动时监测一个置于动触头和弹簧座之间的弹簧的挤压量来确定开关设备剩余使用寿命的方法，尤其是用于测取和显示开关设备磨损状态的方法，其中，为监测挤压量，至少测量一个在驱动机构运动时的两显著事件之间的时间间隔。此外，本发明还涉及实现该方法的相应装置。
一个开关设备的剩余使用寿命与开关设备运行使用期间的磨损状态有关。在上述关系中，开关设备的磨损状态理解为确定接触器和断路器的触头的烧损和/或开关设备机构的磨损。
在开关设备中，视负载种类而定，开关的触头或整个驱动机构会被磨损。对开关设备的磨损起决定作用的确定参数是一个以常规方式存在的弹簧将触头压向闭合状态时所用的压紧力或接触力，因而将提到所谓的挤压量(Durchdruck)或一个为形成该挤压量而设置的挤压弹簧(Durchdruckfeder)。以下的说明以一个真空接触器为例来说明本发明的优选应用。
挤压弹簧位于一个弹簧座和一个与动触头固定连接的销杆导向装置之间。在闭合过程期间，首先弹簧座、挤压弹簧和销杆导向装置以及动触头一起向着固定触头运动。在动触头与固定触头接触后弹簧座继续向触头方向运动。由此引起的预紧挤压弹簧的压缩最后产生必要的接触力。弹簧座从触头闭合那一时刻的位置到弹簧座到达其最终位置的行程称作挤压量，且对所产生的接触力具有决定作用。该挤压量与接触力通过挤压弹簧的弹性系数相互关联。断开过程以类似方式反向完成。
挤压量及接触力在开关设备的使用寿命期间会降低，因为-触头的烧损导致动触头行程加大，因而在弹簧座同样位于最终位置时的挤压量减小了，-由于在开关内部的机械磨损和磨耗，使弹簧座的最终位置向着离开开关触头的位置偏移，从而同样减小了挤压量。
如果开关设备的挤压量或接触力在使用寿命期间下降，则从某一定值起就可能出现会引起装置严重损坏的触头熔接或开关失灵。
尤其是对于空气接触器，已公知了一种用于对触头烧损识别剩余使用寿命的方法，在此方法中通过测量以线圈电压中的特征峰值为标记的衔铁断开和以出现触头间距电压为标记的触头断开两者之间的时间间隔来测取该触头的烧损，从而得知剩余使用寿命。
用于测取挤压量的变化来作为触头烧损的更换标准的方法由欧洲专利说明书EP 0 694 937 B1(德国专利申请公开说明书DE 196 03 310 A1)提出要求保护。专门用于开关设备应用中的方法在欧洲专利说明书EP 0 878 016B1(德国专利申请公开说明书DE 196 03 310 A1)、欧洲专利说明书EP 0878015 B1和EP 1 002 325B1中作了详细描述。在那里完全按照下述进行安排专门在断路过程，即在由电磁驱动机构断开开关触头时测量挤压量的变化，由此专门得到了开关触头处的烧损，并由此计算开关设备的剩余使用寿命。此外，在欧洲专利申请公开说明书EP 0 193 732 A1描述了一种开关设备和开关设备组合的监测装置和接触装置，在那里通过传感器来获知所有实际出现的事件以及开关设备的瞬时状态，且作为信号传送到一个分析逻辑单元。
对于真空接触器，实践中常常按照下述方式来测量触头烧损在真空管的销杆导向装置上设置一个用作真空管中触头烧损指示的划线标志。此方法仅仅测取触头烧损，其中未考虑开关机构的磨损。
本发明要解决的技术问题是提供一种既可以确定由于触头烧损而导致的开关设备磨损，又确定开关机构内部的机械磨损，从而可以及时完成合适的维护措施。这种维修工作既可以更新主触头，也可以更换特别易磨损的部件，直到更换整个开关设备。
按照本发明，上述技术问题是通过权利要求1的措施来加以解决的。一个相应的装置是权利要求13所要求保护的客体。该方法或相应专用装置的进一步改进是方法从属权利要求和产品从属权利要求的保护客体。
从现在起利用本发明尤其可以总体上测取该开关设备的磨损状态。在此不仅象现有技术那样得知触头烧损情况，而且也考虑了开关设备运动部件的磨损状态。这尤其在如真空接触器那样的真空开关设备中是很有意义的，因为在那里一方面触头行程比较小，而另一方面用于使开关触头运动的驱动机构通过一个杠杆机构来完成力的换向和放大，从而在开关次数足够多时运动机构部件会出现不再可以忽略不计的磨损。
在本发明特别优选的改进方案中，还可以区分本身的触头烧损和驱动机构的磨损。从而尤其可以在实践中通过合适的维修来实现明显节省成本。
下面借助附图所示实施方式以及结合权利要求对本发明的详细情况和优点予以说明。各图分别针对一真空开关的实施例示出。


图1为一个带有附属驱动机构和开关机械部件的真空接触器的示意图；图2示出了采用一固定的活动心线圈和一运动的永久磁铁所进行的挤压量测量；图3示出了用一个压电互感器来测量运动开始的装置；图4示出了在弹簧座上带有一光栅的测量装置；图5示出了采用一个开关所进行的机械测量；图6示出了采用在销杆导向装置处的光栅所进行的运动测量。
所有下面所说明的图都是专门针对真空接触器的。近几年来，业已证明真空接触器可作为空气开关的替代件。真空接触器的操作循环可有利地达到好几百万次，从而使这种接触器适于在许多技术领域中使用。
图1示出一种带有所属驱动机构的真空接触器的典型结构。产生挤压量的结构件/结构组件是换向杆、弹簧座和可运动的管形销杆，诸如导电带连接端、杆座、开关位置指示器那样的附属部件以及所配固定部件。在那些用字母A至G表示的位置会出现磨损或塑性变形，这些磨损或塑性变形不是起到增大挤压量就是起到减小挤压量的作用。
下面首先描述带有所属电磁驱动机构和与此相连接的、用于接通单极或多极电网的接触器机构的真空接触器。仅仅观察三相电力网的一相和一单个真空开关管。
按照图1，一个真空接触器1的最后部分包括一个真空开关管10、接触器机构20、30、40和驱动装置100。具体说来，真空开关管10固定在一个带有托架4的支座3上。托架4支承着真空管10，为此该开关管10的一个固定的接触销杆15被夹紧在该托架4中。
真空开关管10由空心圆柱形构件11至13构成，其中，空心圆柱体11和13通过一线性弹性的金属制波纹膜片12被布置成可彼此作轴向移动。构件11和13彼此电绝缘，为此该构件之一例如可由陶瓷材料制成。
在真空开关管10中，两开关触头17和18在真空条件下彼此作轴向运动，其中作为固定触头的开关触头17与固定销杆15相连接，作为动触头的开关触头18与一沿轴向运动的销杆16相连接。
真空开关管10的开关触头17和18借助电磁驱动机构100来操作，为此设有一个由磁轭铁101、磁衔铁102和用于产生电磁激励的附属线圈105、105′组成的结构。磁轭铁101支承在一支架110上。磁衔铁102具有一个凹口103，该凹口内安放供一触头支承件30用的固定件35。
通过电磁驱动机构100可将衔铁102送到两个不同的垂直位置，其中下面的位置相应于真空接触器10的“闭合”位置，而上面的位置相应于真空接触器10的“断开”位置。对此，在图1中必须将该垂直移动转换成水平移动，为此要有一个换向装置20。
具体说来，图1中动触头销杆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。设有一个L形换向杆25，其以拐点处为轴26。该换向杆25的短臂以其第一端件27抵靠在弹簧座22上，而长臂以第二端件28进入到上面已提到的、与磁驱动机构100的衔铁102相连接的触头支承件30的凹腔31中。设有供触头支承件30用的支承板35。
借助L形结构换向杆25，允许在相应的施加力条件下将沿垂直方向较大的移动行程转换成沿水平方向较小的移动行程。这对于操作那些尤其在开关触头17和18之间必须产生足够接触压力的真空接触器10来说是必要的。对此，为达到闭合位置该弹簧21借助一预先给定的挤压量来压紧，产生足以使开关触头17、18处于闭合位置的接触力。该挤压量在图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，该换向杆25短臂上的端件27会受到一个后面的杆座23支承。
此外，作为指示器40的机械运动部分，在图1中设置了一个开关位置指示件41、一个导电带连接端42和一个与汇流排接线端45相连接的导电带44。
在图1示出的装置中，通常触头装置的开关行程比较小，例如小于2mm。由此得知，在带有附属换向机构的开关设备中，频繁运作而出现的各运动间隙不可忽略。在带有这种驱动装置和力传递装置的开关设备的结构中必须考虑这些情况。
开关设备的使用寿命受所有机械运动部件的影响。这种磨损按已知方式一方面由电开关触头在接触面A处的烧损造成，因为触头件的厚度由于烧损而减小。
由图1还得知，另一方面可运动的驱动组件的机械磨损同样影响整个开关设备的使用寿命。这样一种磨损尤其是在支承处的磨损或者塑性变形，它们会导致挤压量增大或挤压量减小。在理想情况下，在开关设备机构不同位置处的这种影响相互补偿抵消。
具体说来，在图1中，除接触面外，还标明了可能出现磨损的位置B至H。B表示端件27在弹簧座22上的接触面，C表示该端件在其后面的杆座23上的接触面，E表示另一端件28在触头支承件30的接纳槽31中的机械变形处，F表示触头支承件在磁衔铁102中的接触面，G/G′表示磁衔铁102在磁轭铁101上其极面处的接触面，以及H/H′表示磁驱动机构100的支架110在一底板中的接触面。
在图2至图6所示开关触头17、18的简化示意图中，固定触头17分别与壳体壁11固定连接。动触头18位于一个经一弹簧膜盒13或类似物可沿该装置轴向运动的销杆16上。在这种情况下，由一触头挤压弹簧21产生用于闭合动触头的接触力。该触头挤压弹簧21位于两对置支座22和24之间，其中外支座22与相应图1中的驱动机构相连接。
业已公知，为确保开关触头接触，该弹簧具有足够的挤压量是决定性的。随着使用时间增加，该挤压量由于触头烧损而改变，因而在公知的方式中将测得的挤压量引入作为触头烧损的更换标准。由于在真空接触器中驱动机构的运动利用相应的换向泵来换向，该换向泵同样会遭受机械磨损，尤其在真空开关设备中该挤压量也取决于驱动机构部件的机械磨损。从现在起测量这两个影响参数。
由于在现有技术中已具体地通过时间测量来完成对挤压量的测量，尤其是确定衔铁运动开始和触头断开之间的时间间隔，随后同样完成时间测量。为此，必须以合适的方式设定时标。
为实现后一目标，下面按照图2至图6来说明可替换的实施方式。
这五种用于确定开关设备的磨损和剩余使用寿命的替换方式分别以一种对发生在开关过程期间的两事件所进行的时间间隔测量为依据，为此采用了作连续信号测量的传感器。这种考虑基于下述认识在一电磁操作开关设备中，有关机械部件的运动过程尤其与断开命令的时刻或者例如线圈电压无关。可以采用不同的传感器。
作为第一个实施例，描述了一种用于单极或三极测量的固定的活动心线圈125和位于弹簧座22上可运动的永久磁铁126完成在弹簧座22开始运动到触头断开时刻之间的时间间隔测量Δt。弹簧座22开始运动通过永久磁铁126的运动在活动心线圈125上感应产生一个电压脉冲。这样确定的时间间隔Δt在该弹簧座22的公知速度剖面上相当于挤压量，从而成为由触头烧损和驱动部件的机械磨损所构成的总磨损的尺度。
此测量中既可以仅仅在该开关设备的一个电流路径(单极)中完成，也可以在三相开关设备所有三个电流路径(三极)中完成。在后一种情况优选通过将所有三个活动心线圈相串联而将三个活动心线圈的信号相组合，然后在那时仅仅分析总信号。
这种实施例具有下述优点-对带电压的部件电绝缘；-在可动弹簧座和活动心线圈之间无机械连接，从而测量无磨损地完成；-弹簧座的最终位置可以在宽的界限内变化，从而不要求调整；-一个在开关设备使用寿命期间变化的偏移量不会对功能产生不利的影响。
作为第二个实施例，对单极或三极测量描述了一种利用一个位于弹簧座22上的压电弯曲互感器137来测取运动开始完成在弹簧座22开始运动到触头断开时刻之间的时间间隔测量Δt。弹簧座22的运动开始在压电弯曲互感器137中起到电荷分离的作用，从而在压电互感器137的电极上产生电压。视负载电阻而定，该电压可以直到几百伏。该确定的时间间隔在该弹簧座的可再重现的速度剖面上相当于挤压量，从而成为由烧损和机械磨损所构成的总磨损的尺度。该测量既可以仅仅在该开关设备的一个电流路径(单极)中完成，也可以在三相开关设备所有三个电流路径(三极)中完成。
这种实施例具有下述优点-形成一个大的信号电平；-该装置节省空间；-仅仅要求一个粗调整；-在开关设备使用寿命期间变化的偏移量不会对功能产生不利的影响。
作为第三个实施例，在弹簧座22处安装了一个光栅141完成在弹簧座22开始运动到触头断开时刻之间的时间间隔测量Δt。弹簧座22的运动开始起到遮断和释放光栅141的光束射线的作用。这种状态变化被用于获知该时间测量的运动开始。为此，沿着该弹簧座或销杆导向装置的运动方向在一侧或两侧(单极或多极)设置发射二极管和接收二极管。按照图3，光束射线的遮断和释放通过一个作为开口、栅格结构、凸起和/或凹入部分的窗141来完成，它们或者集成在该弹簧座22上与该弹簧座22固定连接或者配设一个调整装置。这样确定的时间间隔Δt在该弹簧座的可再重现的速度剖面上相当于挤压量，从而成为由烧损和机械磨损所构成的开关设备总磨损的尺度。该测量既可以仅仅在该开关设备的一个电流路径(单极)中完成，也可以在三相开关设备所有电流路径中完成。
这种实施例具有下述优点-对带电压的部件电绝缘；-在可动弹簧座和光栅之间无机械连接，从而测量无磨损地完成；-形成一个大的信号电平。
在第四个实施例中，机械测量借助一个在弹簧座22处的开关S来完成完成在弹簧座22开始运动到触头断开时刻之间的时间间隔测量Δt。弹簧座22的运动开始起到了中断(相应于图5所示的常开触头)或释放(常闭触头)开关触头S的作用。这种状态变化被用于获知该时间测量的运动开始。这种开关件按照其表现为常闭触头或常开触头直接由弹簧件21或者一凸起或凹入部分或者一与其固定连接的、带有或不带调整装置的辅助件来控制。该开关件可以安装在一个电流路径中或者在所有电流路径中。
这样确定的时间间隔Δt在该弹簧座的可再重现的速度剖面上相当于挤压量，从而成为由烧损和机械磨损所构成的总磨损的尺度。该测量既可以仅仅在该开关设备的一个电流路径(单极)中完成，也可以在三相开关设备所有电流路径中完成。
这种实施例具有下述优点-对带电压的部件电绝缘；-在可动弹簧座和光栅之间无机械连接，从而测量无磨损地完成；-形成一个大的信号电平。
作为传感器测量的第五个实施例，在销杆导向装置上安装一光栅进行单极或多极测量与图2至图5所示的方法不同，利用该光栅可直接测量从触头断开到该销杆导向装置到达一个行程点(WP)之间的时间间隔Δt，这已经是判断烧损的尺度。就此而言，在这样的测量中，仅仅间接地通过该换向杆25的端件27的支承来充分利用该挤压量。
最后的方法尤其可以在该触头以恒速运动时被利用。开关设备的机械磨损由开关次数来确定。于是，维护要求或者用触头烧损或者用开关次数来表示。行程点(WP)处的信号发送由光电耦合器、磁+舌簧触头或磁+霍尔传感器等来完成。
在最后的实施例中特别给出下列优点决不要求改变迄今的真空管、销杆导向装置、弹簧和触头板的结构。仅仅要替换迄今已有的带有划线标记的游标。其余的如光电耦合器和所配用的电子器件这样的部件可以安放在接触器罩壳中。于是，该信号可以这样整理，即，可将其直接存储在现有的电子器件中。由于该方法在原理上有所不同，相关软件必须相应地作最小的无辅助扩展的适配调整。
借助各个实施例专门说明了在真空状态工作的开关设备中、尤其是在真空接触器中的应用。但是，这种带有单独的时间传感器的原理也可完全相应地应用于空气接触器中。在那里，相对于本说明书开始部分所描述的现有技术而言，也给出了测取和分析开关设备机构机械磨损的可能性。
在开关设备、尤其是接触器和功率开关进行开关操作时出现了磨损，该磨损从一确定的大小开始将影响开关设备的功能可靠性。于是，人们期望通过监测开关设备的磨损来实现在合适的时刻及时地对开关设备进行必要的维修。作为磨损因素来说，触头磨损由烧损和磨损造成，开关设备驱动机构的部件的磨损由磨损和变形产生。后一磨损例如会导致开关设备驱动机构中的机械间隙加大到可能不允许的值。
利用本方法可以在开关设备运行期间连续地确定磨损量-触头烧损-触头弹簧的挤压量-由机械间隙而引起的挤压量损失，且在超过预先给定的界限时发出维修指示。
对磨损量的测取合适的方式是在开关设备的断开过程中完成，将在后面再对此加以说明。在补充测量或预先给定其他如闭合速度、加速度、位置或其他类似的运动量，本方法还可扩展到该开关设备的接通过程。
下面按照一个模型计算来说明一种以传感器为基础对触头弹簧的挤压量进行测量，且用于区分触头烧损和机械磨损两者在改变该挤压量中所占的份量在用于使触头和与之相耦合的开关设备驱动机械的部件作断开运动的断开过程中所利用的、起主要作用的力在正常运行情况(即不是短路跳闸)下是触头弹簧力和驱动机构弹簧力。驱动机构弹簧力在该开关设备机构整个断开运动期间起作用，而触头弹簧力仅仅在触头弹簧的挤压量在断开运动期间未降低到零的那一段时间内起作用。
弹簧力在断开过程中导致一个加速的移动和/或转动，从而对于确定的、用于表征断开过程的时间点可以测得该开关设备机构的运动部件的确定位置。于是，在该开关设备的新状态下得到的位置值始终明显不同于带有累进的使用持续期和累积触头烧损及机械磨损的用过状态下的位置值。
下面将运动部件的运动过程作为线形运动来处理，在断开过程中可以分成两个彼此相接的运动时段第一运动时段从t＝0时开始，速度v(t＝0)＝0，在挤压量下降到零的时刻t＝tD时结束。得出加速度b1(t)＝(k触头+k驱动机构)/m(1.1)速 度v1(tD)＝tD×(k触头+k驱动机构)/m(1.2)行 程s1(tD)＝1/2×tD2×(k触头+k驱动机构)/m (1.3)第二运动时段从t＝tD时开始，在完成触头断开时刻t＝t时结束。得出加速度b2(t)＝k驱动机构/m (2.1)速 度v2(t)＝v1(tD)+(t-tD)×k驱动机构/m(2.2)行 程s2(t)＝v1(tD)×(t-tD)+1/2×(t-tD)2×k驱动机构/m (2.3)开始运动的时间信号是衔铁开始运动时刻t＝0，挤压量下降到零的时刻为tD，动触头被开关设备驱动机构从固定触头抬起的触头断开时刻为t。
时刻t＝0和t按照现有技术可以由磁铁驱动机构处和开关触头处的电压信号来测取。按照本发明，在断开过程表征挤压量值为零的时刻tD由一个位于该开关设备驱动机构中产生挤压量的部件处的一传感器来测取。
在第一运动时段中得到的行程s1(tD)直接与该挤压量(＝弹簧行程)相等或者与其成比例常数关系。
在新的状态，所述第一阶段行程s1(tD)neu具有一个与触头新状态(即新触头的接触层厚度)相对应的值，此时机构磨损(即磨损行程)为零。
在设备使用寿命期间，由于触头烧损和机械磨损产生一个当前的实际值s1(tD)，由此可以确定由触头烧损(d烧损)和机械磨损(d机械磨损)构成的总值。得到d烧损+d机械磨损＝s1(tD)neu-s1(tD) (3)对于新状态的开关设备，可由第二运动时段的公式得出由结构设计给定的机械间隙s2(t)neu。
此机械间隙由于机械磨损d机械磨损而加大了，由此可以确定d机械磨损＝s2(t)-s2(t)neu(4)由开关设备使用寿命期间的实际值d烧损+d机械磨损和d机械磨损(5)可以将实际的触头烧损分离出来。得到d烧损＝(s1(tD)+s2(t))neu-(s1(tD)+s2(t)) (6)开关设备的功能可靠性现在可以用这个烧损值和磨损值这样进行控制在开关设备使用寿命内该值d烧损和触头弹簧的挤压量s1(tD)不超过或低于预先给定的界限值。此外，可以给出对挤压量起作用的机械磨损，并预先给定一个可判定开关设备机构到达被用坏状况的界限值。
对此，合适的方式是将起决定作用的功能参数、烧损量和磨损量与百分率量联系起来触头弹簧-挤压量[％]＝[(s1(tD)neu-s1(tD))/s1(tD)neu]×100 (7.1)＝[1-(tD/tD，neu)2]×100 (7.2)烧损[％]＝[(s1(tD)+s2(t))neu-(s1(tD)+s2(t))]/[(s1(tD)+s2(t))neu]×100 (8.1)＝[1-(tD2-t2/2)/(tD2-t2/2)neu]×100(8.2)在新状态下忽略机构间隙，则t≈tD，由此得到烧损[％]＝[1-2×(tD2-t2/2)/tD2neu]×100 (9)由机械磨损引起的触头弹簧挤压量减少的相对份额由下述表达式给出d机械磨损/挤压量neu＝(s2(t)-s2(t)neu)/s1(tD)neu(10)
从而此时可以给出一个与挤压量有关的机械磨损百分率量。得出机械磨损[％]＝[(s2(t)-s2(t)neu)/s1(tD)neu]×100 (11)在这些量中，除了在新状态和使用状态的时间值tD、t外还引入了比例值k驱动机构/(k触头+k驱动机构) (12)为了定义使用寿命结束，最后将功能参数、烧损量和磨损量与确保开关设备性能可靠的百分率界限值联系起来。因而，可以在本身的触头烧损和机械磨损之间加以区别。这尤其在真空接触器中特别有意义，因为在触头烧损时通常将更换整个管子。
在借助各个实施例所述的确定挤压量变化的方法中，在开关设备的动态运行中进行测量。这意味着，既可以在开关设备的断开过程中也还可在其接通过程进行测量。后一种情况在现有技术中是不可能实现的。通过在开关设备接通过程中进行测量，可以很好地获知开关设备受到的磨损影响。
权利要求
1.一种通过在开关设备驱动机构运动时监测挤压量来确定一开关设备的剩余使用寿命的方法，尤其是用于测取和显示该开关设备磨损状态的方法，其中，为监测挤压量，测量至少一个在驱动机构运动的显著事件之间的时间间隔，它包括下述措施-利用一个单独的传感器来实现借助监测挤压量一方面测取和显示触头烧损、另一方面测取和显示该开关设备的机械磨损；-利用该传感器测取至少一个事件，以测算出两事件之间的时间间隔；-由该时间间隔确定相对的挤压量变化，并由此来确定该开关设备的剩余使用寿命。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于在所述开关设备的断开过程期间进行测量。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于在所述开关设备的接通过程期间进行测量。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于该方法应用于真空开关设备中，尤其是应用于真空接触器中。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于该方法应用于空气开关设备中。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于对所述开关设备的一极或同时多极，尤其同时对其三极完成所述时间间隔的测量。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于在三极开关设备中对每一极单独完成对所述开关触头烧损的测量和显示。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于用电气手段来探测用于时间间隔测量的事件。
9.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于用光学手段来探测用于时间间隔测量的事件。
10.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于用机械手段来探测用于时间间隔测量的事件。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于区分触头烧损和开关设备的机械磨损。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于将所测取的挤压量变化划分成一个可属于触头烧损的部分和一个可属于所述机械磨损的部分，并分别进行显示。
13.一种实现按照权利要求1至12中任一项所述方法的装置，它包括触头件，其中之一为固定触头，另一个为动触头，其中，该动触头经一开关设备机构与一个为实施触头的行程运动而操作该开关设备驱动机构的驱动装置相连接，其特征在于为所述驱动装置配设一传感器(225，226；137；141；151；161)，用该传感器来测取所述开关设备机构(20至31)的所有机械部件的运动过程。
14.按照权利要求13所述的装置，其特征在于所述传感器是一个固定设置的、带有运动的永久磁铁(126)的活动心线圈(125)，其中，该永久磁铁(126)固定在所述开关设备机构(20至31)的一弹簧座(22)上。
15.按照权利要求13所述的装置，其特征在于所述传感器是一个压电互感器(137)，该压电互感器(137)固定在所述开关设备机构(20至31)的一弹簧座(22)上。
16.按照权利要求13所述的装置，其特征在于所述传感器是一个与所述动触头(18)的导向臂(16)相连接的光栅(141)。
17.按照权利要求13所述的装置，其特征在于所述传感器是一个与所述开关设备机构(20至31)的一弹簧座(22)相连接的开关(151)。
18.按照权利要求16所述的装置，其特征在于所述光栅(141)由一个光电耦合器、一个带有所属舌簧触头的磁铁和/或一个带有配属的霍尔传感器的磁铁构成。
19.按照权利要求13至18中任一项所述的装置，其特征在于该装置被设计用于一真空开关设备、尤其是真空接触器。
20.按照权利要求13至19中任一项所述的装置，其特征在于该装置被设计用于一空气开关设备。
21.按照权利要求13至20中任一项所述的装置，其特征在于该装置具有一台一方面用于计算和显示触头烧损、另一方面用于计算和显示开关设备机械磨损的计算机。
22.按照权利要求21所述的装置，其特征在于在所述计算机中，所述触头烧损可确定为，-烧损率(％)＝[1-(tD2-t2/2)/(tD2-t2/2)neu]×100 (公式8.2)，所述机械磨损可确定为-磨损率(％)＝[(S2(t)-S2(t)neu)/S1(tD)neu)]×100 (公式11)，其中，t为开关触头断开时的时刻，tD为第一时间段的结束时刻或第二时间段的开始时刻，以及Si(tD)为驱动机构接通时的行程和Si(t)为开关触头断开时的行程，此处的i表示第一或第二运动段。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定开关设备剩余使用寿命的方法和相应的装置。在公知的方法中，通过监测开关设备驱动机构运动时的挤压量来确定触头件的烧损和测取该开关设备的剩余使用寿命。此时，为监测该挤压量尤其要得知在驱动机构运动期间的两个时间间隔。按照本发明，为通过监测挤压量来测取和显示触头烧损和/或测取和显示该开关设备机械磨损，设置了一个单独的传感器，利用该传感器来至少测取这两事件之一以得知两事件之间的时间间隔。
文档编号H01H1/00GK1748273SQ200380109621
公开日2006年3月15日 申请日期2003年12月17日 优先权日2002年12月20日
发明者诺伯特·埃尔斯纳, 彼得·海德, 德克·赫茨, 莱因哈德·梅尔 申请人:西门子公司