[其他]能够确定和显示接触部烧损的大功率开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压开关技术的领域，特别是能量分配网络中的功率开关。本实用新型涉及一种根据独立权利要求的前序部分的功率开关。

背景技术

为了将电能供给系统的一部分与其余能量供给系统断开或接通，通常使用功率开关。在工作中以及在接通和关断期间，在此对功率开关提出不同的技术要求。于是，一方面开关接触部必须具有高的耐热性和耐烧损性，以便在接通和断开功率开关时能够经受住电弧的高温。另一方面，功率开关的接触部必须具有尽可能小的电阻，以便在功率开关的接通状态中在持续电流的情况下将欧姆性损耗最小化。

为了符合这些要求，功率开关具有接触系统至烧损接触系统和额定电流接触系统的划分。开关构造为使得额定电流接触系统在电流引导时是决定性的，而在开关的阶段中在烧损接触部之间的电弧被拉伸，由此于是烧损接触系统是决定性的。此外，烧损接触系统防止了在额定电流接触部之间的电弧燃烧。为了保证该功能，在接通和关断时在额定电流接触系统的分离或接触与烧损接触系统的分离或接触之间出现时间上的延迟。时间差也称为交叠时间，而位置差称为交叠长度。为了保证功率开关的正确功能，不允许低于烧损接触部的确定的临界交叠时间或交叠长度，而低于烧损接触部的确定的临界交叠时间或交叠长度则对应于烧损接触部上的大的烧损。为了测量该烧损并且由此为了确定和显示功率开关的剩余的寿命，现有技术中公开了多种方法。

EP 1318533公开了一种方法，其中电弧的烧损作用可以从受到电弧作用的部件的几何参数以及所确定的电流-时间函数中以数学方式计算。在多次开关过程之后所出现的烧损可以通过将所有先前的开关事件中计算的烧损求和来确定。在此，开关的当前状态由监视系统计算，并且在达到临界的测量值时借助报警消息来通知。该方法中的困难之处尤其是，考虑实际的烧损与所计算的烧损的偏差用于确定开关的剩余寿命。在此，由于受到电弧作用的部件的几何参数的不精确仿真以及在开关过程中电流值和时间值的有缺陷的检测，因此会出现偏差。

此外，DE 10260248公开了可以借助穿通压力监视(Durchdruckueberwachung)来检测仅仅带有一个单个的开关接触系统的开关(真空保护)的烧损确定和剩余寿命确定。在此，测量由于在开关接触件上的烧损而改变的弹性距离(Federweg)，穿通压力弹簧以该弹性距离压缩开关接触件。相应的弹簧位置的指示借助固定在弹簧上的指针来进行，该指针将相应的值连续地映射到刻度尺上。替代地，提出了用于连续的信号检测(位置确定)的测量方法如压电-弯曲转换器、光势垒和动线圈，其中在关断过程中基于时间间隔测量来测量两个结果。在此，对于确定烧损而产生的缺点是，烧损仅仅通过辅助元素(例如弹性距离)来检测，而这些辅助元素又受一定的公差影响和附加的误差影响。

在欧洲申请05405679.1中，借助动态电阻测量(DRM)来确定具有额定电流接触系统和烧损接触系统的电开关设备中的接触烧损。为此，借助电阻测量在分离额定电流接触部和烧损电流接触部时测量在并联电流路径中额定电流接触部和烧损电流接触部的分离之间的交叠时间，并且由此确定烧损。该测量方法的缺点是，为了测量烧损，必须将开关从能量供给网络断开并且借助辅助电源现场进行测量。

EP 1 555 683 A描述了一种用于在借助电动机驱动的功率开关上进行接触部烧损测量的方法，其中确定不同的电弧接触部上的时间差，以及确定烧损的电弧件上的时间差，并且根据两个时间差确定烧损长度。在该现有技术中证明不利的是，由于间接的测量方法，即测量电动机的驱动电流，所以只能不够精确地确定烧损状态。

在EP 0 694 937 A2中公开了一种用于确定保护接触部的剩余寿命的方法，其中确定保护的剩余寿命并且通过开关设备上的显示装置以百分比(％)的形式作为剩余开关次数和作为剩余工作时间来显示。

在US2005/122117A中描述了一种用于确定开关设备的接触部磨损的方法，其中测量闭合接触部时的运行时间变化。运行时间测量借助电流传感器一方面通过测量用于开关接触部的驱动电磁铁的激励电流并且另一方面通过测量通过开关接触部的电流来进行。在该现有技术中证明不利的是，由于是间接的测量方法，即测量电磁铁的激励电流，接触部闭合的时刻的确定可能不够精确。希望的是，测量直接与接触部的闭合运动关联的信号。

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