[发明专利]监视开关设备触点烧损的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于监视开关设备中的触点烧损，尤其是用于判断接触器磨损状况的方法，其中检测并评估在断开过程中在打开的触点之间产生的电弧电压作为触点磨损状况的指示。此外本发明还涉及实施此方法的合适设备。

开关触点的使用寿命由烧损状况确定，亦即取决于在开关过程产生的电弧的影响下触点材料的逐渐损失。烧损通常使触点不均匀损耗。当在接触区内至少一个位置上触点材料或完全消蚀或损耗至规定的最小厚度时，便达到了开关触点的使用寿命。

与各种各样理论分析不同，实际上判断开关触点的状况往往只是通过断开开关设备和通过目视检查来进行。这主要适用于预估剩余寿命，了解剩余寿命对于开关设备的使用性能并因而对于线路中负载的工作可靠性均有重要意义。

由国际申请WO94/22153A1已知一种开关设备，其中触点在背面开槽并装在一个分开式触点架上。采用这一结构可方便地确定触点的剩余寿命：当烧损时位于槽上方的材料消蚀，触点分成两半。在这种状态当接通时在触点两半之间产生电位差，它作为电压可以测出并可用作触点烧损的指示。此外，由DE3714802A1已知一种电子开关，其中至少为一个触点配设一光导体，可以从外部借助于适用的光学辅助装置测量它的传输特性。一种不允许的加重烧损触点的情况将改变此光学传输特性，并应最终导致破坏此光导体。

除了上述用于检测触点机械侵蚀的装置外，还有一些通过相应的方式评估电信号的建议。例如由DE4028721C2已知一种用于确定开关设备剩余寿命的方法，其中测定在开关过程中流动的电荷并针对开关过程累加。这一方法原则上不仅适合于显示确定的剩余寿命，而且除此以外还给出了任意时刻触点的烧损状况。

相比之下本发明的目的是提供一种简化的方法，它适用于判断接触器的运行准备状况，以及本发明还创造了一种相关的设备。

按本发明在前言所述类型的方法中为达到此目的采取的措施是，利用电弧电压的波动量作为触点磨损状况的判据。为了检测电弧电压的波动量，最好使用电弧电压的高频分量，尤其是在约1KHz以上的高频分量。电弧电压的高频分量经滤波后乘方。这些平方值可以累加并与一阈值比较。

因此，按本发明的设备的特征在于一种电路布置，借助于它检测电弧电压波动量并利用来判断触点的磨损状况。详细地说，此电路布置最好由高通滤波器、平方器、积分器和用于发生故障信号的单元组成。

本发明创造了一种方法和相关的设备，借助于它们可用简单的方法识别在使用接触器作为开关设备时尤其是主触点的状况，该主触点对于开关接触器的电气使用寿命起关键作用。在这种情况下最好也能使用在开关设备中已经存在的单元用于信号检测。

本发明突出的优点是，不必持续地观察开关设备或触点，在前言所述的先有技术中则必须这么做。在DE2727378C2中这也是必须的，该文献介绍了一种检查电气开关设备工作性能的装置，其中通过连续测量检测和累加触点处的电流。相比之下按DE4416781A1和DE4132533A1的设计包含一些特殊的方法，用于测量电源开关中熄弧火花的发展过程，或用于评估在电气机械滑动触点处的电弧。

在VDE-Fachbericht 42“Kontaktverhalten and Schalten”(11.Kontaktseminar,1991.9.25至27，在Universitaet Karlsruhe)[VDE-专业报告42“触头性能和开关”(第11期触头研究班，1991年9月25日至27日，在卡尔斯鲁厄大学)]中，给出了有磁触点电弧迁移特性的说明。在那里主要研究了运动电弧的现象，但是没有进一步得出有关判断触点磨损状况的结论。

下面借助附图所示实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1所示为一种用于评估在开关设备断开的过程中在打开的触点之间产生的电弧电压的装置。