CN100580474C - 状态把握装置以及使用了该状态把握装置的电力开关设备的开关控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于得到不需要光学调整而且能够小型化的状态把握装置，驱动电力开关设备的可动接点的电磁操作装置的断开用电磁绕组的励磁电流波形如图5的电流J那样具有在最大值imax的后面出现的拐点P，该拐点在接点断开时发生，从而，从时间tp随时间的变化能够求接点消耗量，由此，虽然每一个都没有图示，然而，由拐点搜索单元例如着眼于电流的变化率(di/dt)求拐点P的位置，由接点消耗量计算单元求从拐点发生的时间tp随时间的变化求开关接点的消耗量，能够不需要光学检测单元等机械的检测单元，能够使装置小型化，与可动接点连接的驱动用的可动铁心的冲程ST如图所示，Act3是断开结束点。

Description

状态把握装置以及使用了该状态把握装置的电力开关设备的开关控制装置

技术领域

本发明涉及把握电力断路器的开关接点的消耗量等由电磁操作装置操作被操作设备时的被操作设备或者电磁操作装置的状态的状态把握装置，进而，涉及具备了该状态把握装置的电力开关设备的开关控制装置。

背景技术

作为计测断路器的状态量之一的开关接点的消耗量的计测装置，例如，在与电磁操作机构的驱动绕组上连接的驱动棒中添加刻度，使用光学检测器检测其位置，检查由接点消耗引起的刻度距初始位置的移动量(例如，参照专利文献1(英国专利申请公开公报第2350724号公报(第5页第15行～第20行以及图4)))。

发明内容

发明要解决的课题

现有的计测开关接点的消耗量的计测装置如以上那样构成，需要光学检测器，使装置增大。除此之外，需要光学地确定目标，捕捉刻度，因此需要进行消除轴偏等的光学调整。而且，由于接点的消耗量充其量是数微米程度，因此用于消除轴偏等的调整需要以高精度进行。另外，在1台操作机构中设置2个检测器，在三相电力开关设备中在各相设置1台操作机构总计设置3台的情况下，需要6个检测器，存在装置体积大或者价格高的问题。

本发明是为了解决上述的问题点而完成的，目的在于得到不需要进行光学调整而且能够小型化的电磁操作装置或者把握被操作设备的状态的状态把握装置。另外，目的在于得到不需要光学调整而且能够小型化的电力开关设备的状态把握装置。进而，目的在于得到使用其状态把握装置，能够谋求开关接点的长寿命的电力开关设备的开关控制装置。

用于解决课题的方法

本发明的状态把握装置设置在具备固定铁心、构成为对于该固定铁心可移动的可动铁心，通过由驱动用电源励磁使可动铁心移动，驱动与可动铁心连接的被操作设备的电磁绕组的电磁操作装置中，具备测定在电磁绕组中流过的电流或者在电磁绕组中发生的电压的测定单元、求来自该测定单元的输出波形上的变化信息的搜索单元，根据来自该搜索单元的变化信息推定被操作设备或者电磁操作装置的状态。

另外，本发明的电力开关设备的状态把握装置中的电磁操作装置驱动作为被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点，其搜索单元具备作为接点移动开始时间求来自电流测定单元的电流波形的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间求接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一个。

进而，本发明的电力开关设备的开关控制装置中的电磁操作装置驱动作为被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点，作为其电磁绕组，具备由存储在电容器中的电荷励磁的断开用电磁绕组以及闭合用电磁绕组，

其搜索单元具备作为接点移动开始时间求来自电流测定单元的电流波形中的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间求接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一方，

根据接点移动开始时间以及接点移动结束时间中的至少一方和电容器的充电电压以及电力开关设备的温度信息的至少一方，预测下一次励磁了闭合用电磁绕组时的闭合结束时间的闭合时间预测单元、根据闭合结束预测时间，控制下一次励磁闭合用电磁绕组的定时的定时控制单元。

发明的效果

在本发明的状态把握装置中，由于设置在具备固定铁心、构成为对于该固定铁心可移动的可动铁心，通过由驱动用电源励磁使可动铁心移动，驱动与可动铁心连接的被操作设备的电磁绕组电磁操作装置中，具备测定在电磁绕组中流过的电流或者在电磁绕组中发生的电压的测定单元、求来自该测定单元的输出波形上的变化信息的搜索单元，根据来自该搜索单元的变化信息推定被操作设备或者电磁操作装置的状态，因此不需要光学调整而且能够用小型的装置推定被操作设备或者电磁操作装置的状态。

另外，在本发明的电力开关设备的状态把握装置中，由于电磁操作装置驱动作为被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点，其搜索单元具备作为接点移动开始时间求来自电流测定单元的电流波形的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间求接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一个，因此不需要光学调整而且能够用小型的装置求接点移动开始时间或接点移动结束时间，把握电力开关设备的状态。

进而，在本发明的电力开关设备的开关控制装置中，由于电磁操作装置驱动作为被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点，作为其电磁绕组，具备由存储在电容器中的电荷励磁的断开用电磁绕组以及闭合用电磁绕组，

其搜索单元具备作为接点移动开始时间求来自电流测定单元的电流波形中的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间求接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一方，

根据接点移动开始时间以及接点移动结束时间中的至少一方和电容器的充电电压以及电力开关设备的温度信息的至少一方，预测下一次励磁了闭合用电磁绕组时的闭合结束时间的闭合时间预测单元、根据闭合结束预测时间，控制下一次励磁闭合用电磁绕组的定时的定时控制单元，因此能够延长电力开关设备的开关接点的寿命。

附图说明

图1是使用了作为本发明实施形态1的电磁操作机构的真空断路器的结构图。

图2是表示真空断路器的开关状态的状态图。

图3是图1的电磁操作机构的放大图。

图4是表示图1的接点消耗量测定装置的结构的结构图。

图5是表示在断开用绕组中流过的电流以及可动铁心的冲程的特性图。

图6是表示真空断路器的动作时的质量和接点接触压力的特性图。

图7是用于说明图1的接点消耗量测定装置的动作的流程图。

图8是表示在断开用绕组中流过的电流的变化率的特性图。

图9是表示把接点无消耗时与消耗时相对比，在断开用绕组中流过的电流波形和冲程的说明图。

图10是说明在本发明的实施2中，从1的拐点A通过修正求其它的拐点A’的要领的图。

图11是作为本发明实施形态3的真空断路器的开关时间监视装置的结构图。

图12是用于说明图11的开关时间监视装置的动作的流程图。

图13是作为本发明实施形态4的真空断路器的特性量测定装置的结构图。

图14是作为本发明实施形态5的真空断路器的开关控制装置的结构图。

图15是作为本发明实施形态6的真空断路器的开关控制装置的结构图。

图16是作为本发明实施形态7的真空断路器的开关控制装置的结构图。

图17是用于说明作为本发明实施形态8的真空断路器的接点消耗量测定装置的动作的流程图。

图18是用于说明接点消耗量测定装置的动作的说明图。

图19是用于说明接点消耗量测定装置的动作的说明图。

图20是用于说明接点消耗量测定装置的动作的说明图。

图21是用于说明接点消耗量测定装置的动作的说明图。

图22是用于说明接点消耗量测定装置的动作的说明图。

图23是表示本发明实施形态9中的在闭合用绕组中感应的电压以及可动铁心的冲程的特性图。

图24表示本发明实施形态10中的开关装置的动作结束时刻以后的电流特性。

图25是使用了本发明实施形态11的电磁操作机构的制动装置的结构图。

图26表示在制动装置的绕组中流过的电流波形。

图27表示本发明实施形态12中的电磁操作机构的电容器的容量发生变化时的电压波形。

图28是在本发明的实施形态14中安装了霍尔元件的电磁操作机构的放大图。

图29是表示本发明实施形态15的运算处理单元的图。

图30是表示电流波形与电流微分波形的相关性的图。

图31是表示本发明实施形态16的运算处理单元的图。

图32是表示电压波形与阈值检测单元的输出的相关性的图。

图33是表示在本发明的实施形态17中，电磁绕组的电流、电压波形上和拐点以及特征时刻的图。

图34是表示通常状态和驱动单元的摩擦增大时的状态下的绕组电流波形的图。

图35是表示通常状态和开关接点消耗了的状态下的绕组电流波形的图。

图36是表示通常状态和由于电容器的恶化容量减少了的状态下的绕组电流波形的图。

图37是表示图33的拐点B中的电流值Ib以及拐点F中的电流值If与接点消耗量、可动单元的摩擦力、电容器恶化的各状态因子的变动的相关性的图。

图38是表示在本发明的实施形态18中，绕组电压波形与接点消耗量、可动单元的摩擦力、电容器恶化、充电电压降低的各状态因子的变动的相关性的图。

具体实施方式

图1～图9是表示用于实施本发明的实施形态1的图，图1是使用了电磁操作机构的被操作设备即真空断路器的结构图，图2是表示真空断路器的开关状态的状态图，图3是电磁操作机构的放大图。图4是表示真空断路器的接点消耗量测定装置的结构的结构图。图5是表示在断开用绕组中流过的电流以及可动铁心的冲程的特性图，图6是表示真空断路器的动作时的质量和接点接触压力的特性图。图7是用于说明动作的流程图，图8是表示在断开用绕组中流过的电流的变化率的特性图，图9是表示把接点无消耗时与有消耗时相对比，在断开用绕组中流过的电流波形和冲程的说明图。

在图1中，构成真空断路器的真空阀3在真空的收容器中收容开关接点5。开关接点5在图1的左方配设的固定接点5a上具有在轴方向即图1的左右方向设置预定的间隙相对配置的可动接点5b。在可动接点5b上固定驱动棒7，由可动接点5b和驱动棒7构成可动单元6。该可供单元6经过受压弹簧8以及弹簧支架9与后述的电磁操作机构10的可动铁心16连接。

电磁操作机构10(也参照图3)包括：闭合用绕组13、断开用绕组14、可动铁心16。作为驱动用电磁绕组的闭合用绕组13以及断开用绕组14缠绕成中空的矩形，沿着轴方向设置预定的间隔配置。用强磁性材料形成的矩形剖面的可动铁心16在闭合用绕组13以及断开用绕组14的轴方向的各中心部分中配设成能够沿着轴方向移动。另外，在可动铁心16的外周部分上安装板形的永久磁铁16a(参照图3)。驱动电源装置20包括：闭合用电容器23、断开用电容器24、闭合指令开关27、断开指令开关28。另外，在连接驱动电源装置20的断开用电容器24与断开用绕组14的连接线31上设置电流测定单元即电流计测器32。

在电流计测器32上连接电力开关设备即特性量把握装置的接点消耗量测定装置33。接点消耗量测定装置33如在图4中示出其详细结构那样，包括：AD变换器33a、第1拐点搜索单元即断开开始点搜索单元33b、存储器33c、作为特性量把握单元的接点消耗量计算单元33d以及接点消耗量判定单元33e。另外，断开开始点搜索单元33b、接点消耗量计算单元33d的各功能由CPU实现。断开开始点搜索单元33b或者接点消耗量计算单元33d虽然没有图示然而有加法器和乘法器，能够进行四则运算。成为四则运算的对象的数值从存储器33c放置到断开开始点搜索单元33b或者接点消耗量计算单元33d内部的暂存区即寄存器变量中进行运算。运算结果暂时放置到寄存器变量中以后，传送到存储器33。

其次，说明真空断路器的开关动作。在图1中，驱动电源装置20的闭合用电容器23以及断开用电容器24长时被充电到预定的电压。在图1以及图2(a)所示的可动接点5b处在断开的状态下，如果按压闭合指令开关27提供闭合指令，则在闭合用电容器23中充电的电荷供给到闭合用绕组13。于是，由在闭合用绕组13中流过的电流沿着轴方向，向图1的左方驱动可动铁心16，经过受压弹簧8以及驱动棒7，使可动接点5b接触固定接点5a而闭合。这时在可动接点5b接触到固定接点5a成为图2(b)的状态以后，进一步压缩受压弹簧8，成为确保了接点之间的接触压力的图2(c)的状态，由安装在可动铁心16中的永久磁铁16a的磁通保持该状态，成为闭合状态。

在该闭合状态下，如果按压断开指令开关28提供断开指令，则在断开用电容器24中充电的电荷经过连接线31供给到断开用绕组14，通过在断开用绕组14中流过的电流，可动铁心16沿着轴方向被驱动到图1的右方，从图2(c)的状态首先变化到图2(b)所示的状态。该期间内，即使可动铁心16向右方移动，被压缩的受压弹簧8也只是伸长，可动接点5b以及真空阀3一侧的驱动棒7并不移动。然后，如果可动铁心16进一步向右方移动，则可动接点5b、驱动棒7、受压弹簧8、弹簧支架9以及可动铁心16成为一体向右方移动，可动接点5b离开固定接点5a，成为图2(a)的状态，由安装在可动铁心16上的永久磁铁16a的磁通保持，成为断开状态。

在说明接点消耗量测定装置33的动作之前，说明当真空断路器断开时，在断开用绕组14中流过的电流以及可动铁心16的冲程的变化。当真空断路器断开时，如上所述，根据永久磁铁16a的图3所示的黑箭头的磁通，可动铁心16压缩受压弹簧8，维持确保了接点5a、5b之间的接触压力的状态(图2(c))这里，在断开用绕组14中流过抵消永久磁铁的上述黑箭头的磁通方向的电流。于是，上述保持磁力衰减，根据由白箭头的磁通发生的电磁引力，可动铁心16向断开方向(图1～图3的右方向)移动。

当可动铁心16开始移动后，首先因为与可动铁心16连接的弹簧支架9移动，因此在电磁操作机构10中，可动铁心16、弹簧支架9、受压弹簧8以及连接可动铁心16和弹簧支架9的连接杆的质量部分的惯性发挥作用。接着，当可动铁心16向右方移动了某个一定距离后，弹簧支架9接触到位于真空阀3一侧的驱动棒7。即，从图2(c)的状态成为图2(b)的状态。从该时刻起，从可动铁心16到可动接点5b的可动部件整体成为一体移动，如图6所示，移动质量剧增。电磁操作机构10接受该惯性。

这些动作基于以下的电路方程式(1)(2)以及运动方程式(3)，而在可动铁心16或者可动接点5b等的一系列动作的过程中，与驱动系统有关的质量或者负荷断续地变化，其变化对于断开用绕组14中流过的电流波形带来变化。本申请发明着眼于该现象。

电路方程式(1)是在驱动前以及驱动结束后的可动单元6静止的状态下成立的方程式。电路方程式(2)是在驱动过程中，发生了速度电动势项的状态下成立的方程式。

[数1]

$I\left(t\right)\·R+\frac{\mathrm{d\φ}(I\left(t\right),z\left(t\right))}{\mathrm{dI}}\·\frac{\mathrm{dI}}{\mathrm{dt}}=E......\left(1\right)$

$I\left(t\right)\·R+\frac{\mathrm{d\φ}(I\left(t\right),z\left(t\right))}{\mathrm{dI}}\·\frac{\mathrm{dI}}{\mathrm{dt}}+\frac{\mathrm{d\φ}(I\left(t\right),z\left(t\right))}{\mathrm{dz}}\·\frac{\mathrm{dz}}{\mathrm{dt}}=E......\left(2\right)$

$m\left(z\left(t\right)\right)\frac{d^{2}z}{{\mathrm{dt}}^2}=\mathrm{Fm}(I\left(t\right),z\left(t\right))+\mathrm{Fs}\left(z\left(t\right)\right)+F_{\mathrm{friction}}......\left(3\right)$

这里，I：绕组电流，R：绕组电阻，z：冲程，E：充电电压，绕组的总交链磁通量，Fm：电磁力，Fs：接压弹簧力，Ffriction：摩擦力，m：惯性质量。

另外，在式(1)(2)中，假设在绕组中流过的电流从恒压源供给，而在从图1所示那样的电容器等放电电路或者电流施加电路供给的情况下，也可以同样处理这里的现象。

而且，向电流波形的变化，在电路方程式从可动部分6的驱动前到变换成驱动状态时刻的式(1)到式(2)变化时，或者，电路方程式从可动单元6的驱动状态变化成驱动结束后的时刻的式(2)变化到式(1)时，或者式(3)的运动方程式内的质量m或负荷Fs断续地变化，使加速度项d²z/dt²断续变化的情况下出现。这相当于电流波形，即，电流-时间特性I(t)的1阶微分为0，或者1阶微分或2阶微分成为不连续的点，在本申请说明书中，把在上述现象中电流变化的点总称定义为拐点。

理论上，能够如上述那样求在断开用绕组14中流过的电流波形，而在实际的真空断路器中将测定的例子模型化，与可动铁心16的冲程一致，成为图5所示。图5中，在断开用绕组14中流过的电流J的波形在可动铁心16的移动开始点(Act1)的时间ts中成为最大值imax，在该时间ts以后，在时间tp中，具有第1拐点P，在时间tq中，具有成为最小点的第2拐点(以下，也适当地称为最小点)Q。时间tp、tq以励磁了断开用绕组14的瞬间为时间轴的零点(基准点)表示。另外，对于以下的其它时间也相同。另外，时间的基准点可以在任意位置。

可动铁心16的冲程如图5的冲程st所示那样变化，在时间ts中，可动铁心16开始移动(图5的点Act1)，在接点移动开始时间，即作为断开开始点时间的时间(发生拐点P的时间)tp中，可动接点5b开始从固定接点5a脱离(图5的断开开始点Act2)，以后可动铁心16以及可动接点5b成为一体移动，在与最小点Q相对应的时间(发生最小点Q的时间)tq中，移动整个冲程，可动铁心16以及可动接点5b停止的同时，结束断开(图5的断开结束点Act3)。即，时间tq是接点移动结束时间，是断开结束时间。如上所述，如果着眼于断开用绕组14中流过的电流J的波形，求拐点P以及最小点Q发生的时间tp以及tq，则它们是断开开始点以及断开结束时间。

其次，说明当真空断路器断开时，测定在断开用绕组14中流过的电流，即在连接线31中流过的电流的电流计测器32以及接点消耗量测定装置33。沿着连接线31流过的电流由电流计测器32变换成与流过的电流成比例的模拟信号的电压输出，供给到AD变换器33a，变换成数字信号。根据该数字信号，由断开开始点搜索单元33b求图5的电流波形的拐点P的位置即拐点P发生的时间tp。而且，通过测定时间tp对于真空断路器的初始状态下的时间tp(初始)怎样发生变化，能够由接点消耗量计算单元33d求接点消耗量。

以下，说明搜索拐点P的位置的方法。这里，所谓拐点P的位置，是把横轴取为时间轴，纵轴取为电流表现时的坐标上的位置。作为搜索拐点P的位置的方法，可以考虑各种方法，而在本实施形态中，说明着眼于电流的变化率求解的方法。该搜索由断开开始点搜索单元33b进行。在存储器33c中预先确保N个大小的存储区G，以便能够保持真空断路器断开所需要的时间之内的数据。例如，如果设断开所需要的充分的时间是30msec，则如上述的例子那样，当量化位数是10位，抽样速率是100kS/s(Δtg＝10μsec间隔)时，每一个大于等于10位，把N＝3000个大小的存储区确保为排列G。

另外，为了以下的运算处理，把所需要的例如M＝N/10个大小的存储区确保为排列F。断开开始点搜索单元33b在存储器33c上如此准备了排列的基础上，按照以下的顺序执行处理。以下，根据图7的流程图，说明断开开始点搜索单元33b以及接点消耗量计算单元33d的动作。

1)电流值的取入(步骤S11)

把真空断路器接到了断开指令时的时间作为t＝0，经由电流计测器32以时间Δtg(10μsec)的间隔开始取入在连接线31中流过的电流，由AD变换器33a变换成数字数据，把数据保存在存储器33c的排列G中。在排列G的第j个元素中保存在时间j·Δtg中的值。而且，在取得了N个数据的时刻结束取入。

2)平滑(步骤S12)

在排列F中保存所取入的数据例如每10个的平均值(步骤S12)。通过平滑，减轻保存在排列G中的数据具有的噪声成分。由此，可以得到以Δtg＝100μsec间隔被平滑了的抽样数据。从而，在排列F的第i个元素中保存在时间t＝i·Δtf中的值。

3)断开开始点时间搜索(步骤S13)

拐点搜索单元33b首先对于排列F数据求其最大值。接着，顺序求电流的变化率(dI/dt)。这样，图8中示出这样求出的值。如图8所示，(dI/dt)最初急剧增加，然后在逐渐减少的同时通过零点U，成为负值。该零点U与图5(a)中的电流J成为最大值imax的时间ts相对应，是可动铁心16的移动开始点。而且，在时间ts以后，(dI/dt)成为负值继续减少，在点R处其值急剧增加。该点R与图5的拐点P相对应，该断开开始点R发生的时间tp是接点移动开始时间。

另外，前面在本申请说明书中，与电流-时间特性I(t)的1阶微分为0，或者，1阶微分或2阶微分成为不连续的点相当，在上述现象下，把电流发生变化的点总称定义为拐点，而为了判断该「成为不连续」，特别需要考虑以下的内容。

即，该不连续的存在是针对于假定不包括统计误差进行判断的情况。具体地讲，例如，在实测数据中实施平滑处理，有时用在每一个或者多个区域分开的函数配合求出结果。在实施平滑处理的情况下，原本数据的不连续急剧变化的部分由于被「平滑」，因此与「1阶微分或2阶微分成为不连续」并不相当，而该情况下，通过推定对于某个时间范围的数据变化的1阶微分或2阶微分的值急剧变化的部分，能够评价「不连续」点的位置。从而，至少在本发明中，在以上的情况下也包括在权利要求2等中所说的「成为不连续的点」。另外，在用一个函数配合的情况下(通常由于困难，因此成为多个函数的配合)，通常也不会成为严格意义下的「1阶微分或2阶微分不连续」，成为与上述平滑处理的情况相同的解释。

4)可动接点的消除量计算(步骤S14)

接点消耗量计算单元33d首先从接点移动开始时间即时间tp与可动铁心16开始移动的可动铁心移动开始时间即时间ts的时间差Δtw(＝tp-ts)计算可动接点5b的消除量Lw。时间差Δtw与消除量Lw的关系对于实际设备进行测定，建立数据库，参照该数据库求消除量Lw。

另外，所谓Lw量，是从可动铁心开始移动到接点开始移动之前，可动铁心移动的距离，或者，在闭合状态下的弹簧的压缩量与断开状态下的弹簧的压缩量的差，消除量的变化量等于接点消耗量。

5)接点消耗量计算(步骤S15)

进而，接点消耗量计算单元33d求第2预定时即当前的消除量Lw与在第1预定时刻以前测定的接点没有消耗时的消除量Lw0的差ΔLw，从消除量的差ΔLw决定接点消耗量。

6)接点消耗量的检查(步骤S16)

接点耗量判定单元33e检查所决定的接点消耗量是否超过预定值。

7)信号的外部输出入(步骤S17)

接点消耗量判定单元33e如果接点消耗量超过预定值，则把警报信号和接点消耗量输出到外部，如果没有超过，则把接点消耗量输出到外部。

如以上那样求接点消耗量，在图9中比较并示出接点消耗前和接点消耗后的断开用绕组绕组14中流过的电流。图9中，用实线表示接点消耗前的断开用绕组14的电流J，用虚线表示接点消耗后的断开用绕组14的电流。图9中，在新产品时(本发明中的第1预定时)，从对应于在断开用绕组中14中流过的电流的最大值imax的时间ts与对应于拐点P的时间tp1的时间差Δt1(＝tp-ts)求消除量ΔLw1。而且，从新产品时以后的某个时刻(本发明中的第2预定时)，伴随着接点消耗，拐点P产生的位置向图9的左上方向移动，从时间tp1变化到tp2。即，从可动铁心16开始断开动作到可动接点5b从固定接点5a脱离的时间缩短。另外，如图9所示，可动铁心16到达冲程终端的断开结束时间从tq1到tq2变长。这是因为伴随着接点消耗量的增加，可动单元的移动距离随其加长。

这时，从对应于在断开用绕组14中流过的电流的最大值imax的时间ts(在接点消耗时几乎无变化)与对应于拐点P的时间tp2的时间差Δt2(＝tp2-ts)求消除量Lw2。而且，从接点消除前的消除量Lw1与上述消除量Lw2的差ΔLw，通过计算或者从表示消除量的差ΔLw与接点消耗量的关系的数据表，求接点消耗量。

上述中，说明了从时间tq与时间tp的差求可动接点5b的消除量，从消除量的变化(从ΔLw1变化到ΔLw2)求接点消耗量，而也可以省略求消除量，从时间tp的变化(从tp1向tp2变化)求接点消耗量。

如上所述，由断开开始点搜索单元33b求断开用绕组14的电流J的波形拐点P的位置，从拐点P的位置(发生的时间)的变化求接点消耗量。从而，能够不使用光学检测器测定接点消耗量，在不需要光学调整的基础上能够减小装置体积。另外，在本实施形态中，使用断开时的断开用绕组的电流波形求接点消耗量，而也能够从闭合用绕组13的电流波形求接点消耗量。

实施形态2

在前面的实施形态1的图5中，把电流值成为最大的点作为可动铁心的移动开始点。只要不把严密的精度视为问题，则在该处理中就没有障碍，但如果非常详细地捕捉现象，则按照与电路的时间常数等的关系，实际的可动铁心的移动开始点为比电流最大点稍靠前，其拐点由于变化的程度小，因此一般难以抽取。在本实施形态2中，介绍这种情况下的简单的拐点搜索方法。

即，如图10所示，在比电流最大点即A点靠前的时刻A’，可动铁心开始移动。详细地讲，在A’点，存在电流波形的拐点，而与检测容易的极值相当的A点相比较，波形的变动小，为了检测该点需要以高精度进行电流测定，会带来测定装置的成本上升。

因此，使用从A点到A’点的修正量即修正时间ΔT，通过进行A点的修正，能够进行更正确的状态因子和驱动参数的计算。

一般地，与根据波形分析计算某个拐点相比较，有时从附近的极小点、极大点使用修正时间ΔT推定拐点的方法能够快速容易地推测拐点。

另外，作为修正时间ΔT的计算方法，有预先实测或者使用通过计算决定的固定值的方式，从预先通过实验、计算等求与A点的时刻、电流、电压值的相关的函数或者位图数据来计算的方式，或者，从A点以前的波形数据生成近似函数，根据与实际波形的比较求取的方法等。

实施形态3

图11、图12表示本发明的其它实施形态，图11是真空断路器的开关时间监视装置的结构图，图12是表示动作的流程图。在图11中，作为状态把握装置的开关时间监视装置43除去与图5相同的AD变换器33以及存储器33c以外，还包括：第2拐点搜索单元即断开时最小点搜索单元43a以及闭合时最小点搜索单元43b、作为信号发信单元的异常判定单元43c。

其次，根据图12的流程图说明开关时间监视装置43的动作。按压断开指令开关28向断开用绕组14提供断开指令，使其进行断开动作(步骤S21)。这时，由AD变换器33a把在连接线31中流过的电流变换成数字数据，存储到存储器33c中(步骤S22)。然后，与实施形态1相同进行平滑处理(步骤S23)。由断开时最小点搜索单元43a搜索与图5所示的点相同的最小点Q(步骤S24)。

最小点Q的搜索例如根据断开时的电流J的变化率(di/dt)进行。图8是表示在前面示出的流过断开用绕组14中的电流的变化率的特性图，在图8中，在与最小点Q相对应的断开结束点S中，着眼于(di/dt)大于等于预定值，沿着正方向变化，搜索断开时的最小点(图5的最小点Q)。该最小点Q产生的时间tq由于是可动接点5b的移动结束时间，即断开结束时间，因此由异常判定单元43c判定时间tq是否在预定范围以内(步骤S25)，如果脱离预定范围则发送通知的异常信号(步骤S26)。如果是预定范围以内则进入到步骤S31。

在闭合时在闭合用绕组13中流过的电流的波形也进行与图5所示的电流J同样的变化。从而，与断开时的最小点的搜索相同，能够搜索闭合时的最小点。即，按下闭合指令开关27向闭合用绕组13提供闭合指令，使其进行闭合动作(步骤S31)。这时，由AD变换器33a把在连接线中流过的电流变换成数字数据存储到存储器33c(步骤S32)。然后，进行平滑处理(步骤S33)。由闭合时最小点搜索单元43b搜索与图5所示的相同的最小点(步骤S34)。最小点的搜索根据与在前面的步骤S24中相同的方法进行。由于该最小点发生的时间是可动接点5b的移动结束时间，即闭合结束时间，因此由异常判定单元43c判定闭合结束时间是否在规定范围以内(步骤S35)，如果脱离预定范围则发出通知异常的异常信号(步骤S36)。

在至断开或者闭合结束为止时间异常长的情况下，可以认为是可动接点5b或者可动铁心16移动时的摩擦阻力增大等的异常。另外，在断开或者闭合没有完成的情况下，可以认为是可动接点5b或者可动铁心16等的移动不良。

如上所述，通过由异常判定单元监视作为接点移动结束时间的断开结束时间或者闭合结束时间，能够不使用机械性的开关辅助接点而检测断开或者闭合的结束。另外，能够检测断路器的不完全投入或者不能断开等的驱动状态的异常，因此在防止误动作或者提高可靠性方面有所贡献。

实施形态4

图13进而是表示本发明其它实施形态的真空断路器的特性量测定装置的结构图。在图13中，作为状态把握装置的特性量测定装置53除去与图4相同的AD变换器33a至接点消耗量计算单元33d，与图11相同的断开时最小点搜索单元43a以外，还具有作为特性量把握单元的断开时间计算单元53a、作为信号发送单元的异常判定单元53b。由AD变换器33a至接点消耗量计算单元33d，按照与上述实施形态1相同的方法，求第2预定时即当前的消除量Lw2与第1预定时即以前测定的消除量Lw1的差ΔLw，从消除量的差ΔLw决定接点消耗量。进而，由断开时最小点搜索单元43a求在图5所示的拐点P以后电流成为最小的最小点Q(也是拐点)的位置。

断开时间计算单元53a从与拐点P相对应的时间tp和与最小点Q相对应的时间tq(tp，tq参照图5)，求时间tp与tq的时间差Δtd。进而，从时间差Δtd，使用以表形式存储的预先在实际设备中所测定的时间差与断开时间关系的断开时间数据库，求断开时间。异常判定单元53b判定如上述那样求出的接点消耗量或者断开时间是否超过了预定值，如果超过则向外部输出警报信号和超过的接点消耗量或者断开时间，如果没有超过，则向外部输出接点消耗量以及断开时间。另外，断开时间计算单元53a也可以从所求出的断开时间进而把其换算，求断开速度。

另外，该时间差Δtd由于因可动接点5b或者可动铁心16移动时的摩擦阻力的增大而增大，因此通过求时间差Δtd能够求真空断路器的动作状态。

由于根据这样的方法能够从断开用绕组的电流波形的拐点P和最小点Q的位置求断开时间的变动，因此在不需要进行光学调整的基础上，能够使装置小型化、价格降低。另外，由于设置异常判定单元53b，判定接点消耗量或者断开时间是否脱离预定范围，在异常的情况下发出警报，因此能够进行接点消耗量的异常或者真空断路器的不完全投入或不能断开等动作不良的监视，能够提高可靠性。

实施形态5

图14进而是表示本发明其它实施形态的真空断路器的特性量测定装置的结构图。在图14中，作为状态把握装置的特性量测定装置63具有作为接点消耗量把握单元的接点消耗量计算单元63a。在本实施形态中，接点消耗量计算单元63a利用与图13所示的接点消耗量计算单元33d不同的方法求接点消耗量。关于其它的结构由于与图13所示的实施形态3相同，因此在相同的部分上标注相同的号码并省略其说明。利用与上述实施形态1相同的方法求电流波形的拐点P的位置。进而，由最小点搜索单元53a求在图5所示的拐点P以后电流成为最小的最小点Q的位置。

断开时间计算单元53a求拐点P对应的时间tp与最小点Q对应的时间tq的时间差Δtd(＝tq-tp，参照图5)。进而，从时间差Δtd，使用以表形式存储的预先在实际设备中测定的上述时间差Δtd与断开时间的关系的断开时间数据库，求断开时间。接点消耗量计算单元63a求预先在实际设备中测定的第1预定时即新产品时的时间差Δtd1(＝tq1-tp1，参照图9)与第2预定时即当前的(预定次数开闭之后的)时间差Δtd2(＝tq2-tp2，参照图9)的差，从表示该差与接点消耗量的关系的数据库求接点消耗量。异常判定单元53b判定接点消耗量或者断开时间是否超过预定值，如果超过则向外部输出警报信号和超过的接点消耗量或者断开时间，如果没有超则向外部输出接点消耗量以及断开时间。另外，断开时间计算单元53a还可以从所求出的断开时间进一步将其换算求断开速度。另外，代替从时间tp与时间tq的时间差Δtd的变动(从Δtd1变化到Δtd2)求接点消耗量，也可以从时间tq的变动，即新产品时的时间tq1与预定次数开闭时的时间tq2的差求接点消耗量。

这样，从与断开用绕组的电流波形的拐点P对应的时间tp和与最小点Q对应的时间tq的变动，或者与最小点Q对应的时间tq的变动求接点消耗量。另外，能够从与断开用绕组的电流波形的拐点P对应的时间tp和最小点Q对应的时间tq求断开时间的变动。从而，在不需要光学调整的基础上能够使装置小型化、低价格化。另外，由于设置异常判定单元53b，判定接点消耗量或者断开时间是否脱离预定范围，在异常的情况下发出警报，因此能够了解接点消耗量的异常或者真空断路器的不完全投入或不能断开等不良动作，能够提高可靠性。

实施形态6

图15进而是表示本发明其它实施形态的真空断路器的开关控制装置的结构图。在图15中，开关控制装置73具有温度以及电容器电压取得单元73a、闭合时间预测单元73b、投入定时控制单元73c。关于其它的结构与图4所示的相同。首先，由拐点搜索单元33b搜索与图5所示的点相同的拐点P，求拐点P发生的时间tp。接点消耗量计算单元33d从断开用绕组14中流过的电流成为最大值的时间ts和上述时间tp，与实施形态1相同，计算可动接点5b的消除量Lw，从与前面计算出的接点消耗前的消除量Lw0的差求接点消耗量。温度以及电容器电压取得单元73a取得真空断路器的温度以及闭合用电容器23的电压的数据。闭合时间预测单元73b根据这些温度以及电压和上述接点消耗量，预测运算下一次闭合时的闭合时间。

如果闭合用绕组13的温度高则其电阻大，流过的电流减小，则闭合时间预测单元73b预测运算的闭合时间变长，如果电容器23的温度高则电容器23的容量增大，在闭合用绕组13中流过的电流增大，则闭合时间预测单元73b预测运算的闭合时间变短，电容器23的充电电压如果高则由于闭合用绕组13中流过的电流增大，因此缩短。另外，真空断路器或者包括真空断路器的电力开关设备的内部由于能够期待成为几乎均匀的温度，因此能够以电力开关设备内部的某一点的温度信息代表电容器23以及闭合用绕组13的温度。

进而，如果根据接点的磨损，拐点P向左方移动，状态开始时间提前，则可动接点5b必须多移动接点磨损量部分，移动时间即断开时间相应加长。从而，由于闭合时可动接点5b的移动距离也相应地加长接点磨损量部分(参照图9的时间tp1、tp2)，因此在闭合时加入移动该接点磨损量部分的距离的时间预测闭合时间。闭合定时控制单元73c根据所运算的闭合时间控制真空断路器的投入(闭合)定时。进行控制使投入定时例如在投入了真空断路器时，在开关接点中流入的涌电流几乎为零，谋求减少真空断路器的接点消耗量。

另外，闭合时间的预测运算根据要求精度，也可以省略闭合用电容器23的电压信息以及闭合用绕组13的温度信息的某一个来进行。后述的实施形态7的情况也相同。

实施形态7

图16进而是表示本发明其它实施形态的真空断路器的可控制装置的结构图。在图16中，开关控制装置83具有断开时最小点搜索单元43a和闭合时间预测单元83a。关于其它的结构与图15所示的相同。首先，由拐点搜索单元33b以及断开时最小点搜索单元43a，搜索拐点P以及最小点Q(参照图5的P、Q)，求拐点P以及最小点产生的断开开始以及断开结束时间即时间tp、tq。从该时间tq与时间tp的差Δtpq求断开时的可动接点5b的移动距离。另外，由温度以及电容器电压取得单元73a取得真空断路器的温度以及闭合用电容器23的电压的数据。闭合时间预测单元83a根据这些温度以及电压和上述断开时的移动距离d，预测运算下一次闭合时的闭合时间。

如果闭合用绕组13的温度高则其电阻大，流过的电流减小，则闭合时间预测单元83a预测运算的闭合时间变长，如果电容器23的温度高则电容器23的容量增大，在闭合用绕组13中流过的电流增大，则闭合时间预测单元83a预测运算的闭合时间变短，如果电容器23的充电电压高则由于闭合用绕组13中流过的电流增大，则闭合时间预测单元83a预测运算的闭合时间变短。另外，真空断路器或者包括真空断路器的电力开关设备的内部由于能够期待成为几乎均匀的温度，因此能够以电力开关设备内部的某一点的温度信息代表电容器23以及闭合用绕组13的温度。

进而，由于根据接点的磨损，断开时的可动接点5b的移动距离加长，因此闭合时间也相应地加长，预先生成使移动距离d与闭合时间的关系相对应的表，在预测闭合时间时参照该表求闭合时间。闭合定时控制单元73c根据所运算的闭合时间控制真空断路器的投入(闭合)定时。

实施形态8

在前面的实施形态1中，根据电流的时间变化率进行电流波形上的各拐点的搜索(图8)。以下，在本实施形态8中，对于把电流波形适用到多项式的近似曲线中，根据该近似曲线求各拐点的情况，根据图17的流程图说明其动作。

1)电流值的取入(步骤S41)

把真空断路器接受断开指令时作为时间t＝0，以时间Δtg(10μsec)间隔，经过电流计测器32开始取入连接线31中流过的电流，由AD变换器33a变换成数字数据，把数据保存在存储器33c的排列G中。在排列G的第j个元素中保存时间j·Δtg中的值。而且，在取到N个数据的时刻结束取入。

2)平滑(步骤S42)

在排列F中保存所取入的数据的例如每10个部分的平均值(步骤S42)。通过平滑，减少保存在排列G中的数据中包含的噪声成分。由此，得到以Δtf＝100μsec间隔平滑了的抽样数据。从而，在排列F的第i个元素中保存时间t＝i·Δtf中的值。

3)最大值搜索(步骤S43)

求给予排列F的最大值的元素号imax。

4)拐点近点搜索开始点设定(步骤S44)

以从imax起例如相当于3msec的30个跟前的元素号作为拐点近点搜索开始点ist。

5)对于排列F求近似曲线(步骤S45)

对于从ist到imax为止的范围的排列F的值，使用最小二乘法，用多项式进行近似。例如，用二次曲线(at²+bt+c)近似，分别求系数a、b、c(参照图18)。关于最小二乘法的近似由于是一般广泛知道的方法因此省略详细的说明。近似式当然不限于二次式，但依据二次曲线容易进行处理。

6)判断近似是否成功(步骤S46)

根据系数a的符号判断是否近似成功。即，如图19所示，如果a≥0，则由于近似曲线成为向下方凸出的形状因此失败。在失败的情况下，把ist加1返回到步骤S45。另一方面，在a＜0的情况下，由于是向上方凸出的形状因此近似成功。这时，把imax的值作为近似结束点ied(imax＝ied)。

7)求外插误差(步骤S47)

对于外插点t＝ied+1，求误差D＝F(t)-(at²+bt+c)。

8)判断是否是拐点近点(步骤S48)

根据误差D是否超过预先决定的判断值，判断是否是拐点的近点。如果是拐点近点，则成为小于等于其判断值的值。

因此，例如把判断值作为5，如果如图20所示，D≤5，则作为不是拐点近点，进入到其次的步骤S19，如果如图21所示，D＞5，则作为是拐点近点，进入到步骤S50。

9)近似曲线的再计算(步骤S49)

把ied加1，对于从ist到ied为止的范围的排列F的值，再次使用最小二乘法，用二次曲线(at²+bt+c)近似，分别求系数a、b、c。而且，返回到步骤S47，直到发现拐点近点为止反复进行步骤S47到步骤S49。

10)设定拐点搜索开始点(步骤S50)

把从拐点近点起例如与返回了100μsec的位置相当的排列G的元素号作为拐点搜索开始点jst。即，jst＝10×(ied-1)。

12)设定拐点搜索结束点(步骤S51)

把从拐点近点起例如与200μsec前面的位置相当的排列G的元素号作为拐点搜索结束点jed。即，jed＝10×(ied+2)。

13)求近似曲线(步骤S52)

对于从jst到jed的范围的排列G的值，使用最小二乘法用多项式近似。例如用二次曲线(at²+bt+c)近似，分别求系数a、b、c。

14)拐点的决定(步骤S53)

如图22所示，把提供了二次曲线(at²+bt+c)的最小值的tp＝-b/(2a)作为拐点P的位置。另外，图22中，用黑点表示的Dn、Dn+1、Dn+2、Dn+3是排列G的数据。

15)拐点位置的时间差计算(步骤S54)

求与这样搜索出的拐点P1的位置对应的时间tp和与预先测定的没有接点消耗时的拐点P的位置对应的时间tp0之间的时间差(tp0-tp)。

15)接点消耗量计算(步骤S55)

接点消耗量计算单元33d从预先根据实验或者计算求出的时间差(tp0-tp)与接点消耗量的关系(几乎成比例)的公式或者表，求接点消耗量。

根据以上的顺序，使用最小二乘法的近似求断开用绕组的电流波形的拐点的位置，能够从拐点P的位置(发生的时间tp)求接点消耗量。从而，能够不使用光学检测器进行接点消耗量的测定，在不需要光学调整的基础上能够使装置小型化。接点消耗量测定装置33能够用单片IC实现，能够特别地适于组装到强烈要求小型、重量轻、低价格的真空断路器中。

另外，拐点P或者Q不依赖于拐点搜索单元或者最小点搜索单元等，例如，也能够在显示装置的画面上显示图5所示的电流波形J，在该显示画面中通过目视用鼠标点击拐点P以及Q，从被点击的坐标点求时间tp以及tq，从与在实施形态1中使用过的相同的接点消耗量的数据库，自动计算接点消耗量。

实施形态9

另外，在以上的各实施形态中示出了根据电流波形检测的方法，而在由电容器的电荷励磁的断开用或者闭合用绕组的情况下，由于在其电压中出现与电流相同的拐点，因此能够根据相同的方法求接点消耗量或者断开时间或闭合时间的设备状态。实施形态9是从该电压波形的拐点求特性量的图，图23表示断开动作时测定在非励磁绕组，即闭合用绕组13中感应的电压的结果(用细实线表示)，与用电流波形表示的图5相对应。另外，图中，粗实线表示可动铁心16的冲程。

能够从图23，根据所得到的电压波形的例如其时间微分特性求拐点P，能够得到断开开始时间(接点移动开始时间)tp。从而，按照与前面利用了电流波形时说明过的相同的方法，能够把握电力开关设备的特性量的变化。

实施形态10

在以上的实形态例中，以从可动铁心的移动开始点至移动结束点(在图5的例子中，相当于断开结束点Q)的电流波形上的拐点中的变化信息为对象，而在本实施形态10中说明也可以从可动铁心的移动结束后的波形求变化信息。

在图24中，开关装置的动作结束，即可动铁心移动结束时刻Q点以后的电流波形表示重迭了通过电磁操作机构的可动部分的冲突时的反跳而产生的电流变动的波形。而且，该机械反跳的大小反映开关装置的驱动速度、固定状态等的状态。从而，能够从该Q点以后的电流波形的变化检测设备状态的变化。

具体地讲，从Q点以后的电流波形使用特定的多个点，推定没有发生反跳时的电流波形，求该推定出的电流波形(用包括该图的虚线部分的内插曲线表示)和实测波形(用实线表示)的差分。在该图的下半部中示出的该差分波形表示上述的机械反跳的大小。从差分波形，抽取其最大值、波形的时间宽度、积分值的数值，通过与正常时的数据或者预先决定的界限值相比较，进行开关装置的状态判定，在判定为异常的情况下，输出异常信号。通过添加这样的异常判定单元，能够事先知道装置的异常状态。

实施形态11

另外，以上作为电力开关设备例举了真空断路器，当然也能够适用在空气开关器或者电磁接触器等具有同样结构的电磁操作机构的电力开关装置中。本发明还能够应用在广泛的设备中。

图25是与本发明实施形态11有关的在驱动电梯等中使用的制动装置的电磁操作机构中适用本申请发明的状态把握装置的例子。在图中，电磁操作机构100与在图1、3中说明过的电磁操作机构10相同，通过操作在一对绕组101、102中流过的电流，可动铁心103把连接单元104向纸面左右方向驱动。图25表示制动制定时，根据释放弹簧105的伸张力，制动杆106发生以一定的力夹住轨道107的制动力。

这里，如果向绕组101、102提供电流进行励磁，则可动铁心103向纸面左方移动，压缩释放弹簧105的同时，使制动杆106转动，离开轨道107，释放制动力。由此，电梯笼开始移动。

图26表示图25的制动装置的绕组电流波形，电流峰值时的下一个拐点P成为制动释放动作结束时间。而且，当随着时间变化，连接单元的摩擦等增大，机械状态变化后，如图所示，电流值增大的同时，拐点偏移成P1→P2→P3，制动释放动作结束时间变长。

从而，按照与在前面的实施形态1等中说明过的相同的要领，通过由电流波形的拐点搜索单元把握监视拐点的时间信息随时间的变化量，通过在产生动作不良之前发出异常警报，能够预先防止障碍的同时，能够可靠地实施维护。

当然，由于制动滑动单元的磨损量的变动在搜索出的拐点的时间信息中也产生影响，因此也能够从这些拐点的数据推定磨损量。

另外，不限于电梯的制动装置，在进行汽车用等的阀门的开关操作的气门设备中，也同样能够适用本发明，起到同样的效果。

进而，一般在根据电磁操作装置以及由其电磁操作装置驱动的被操作设备的摩擦等状态因子的变化，其驱动特性变化的电磁装置或者由电磁操作装置操作的被操作设备的状态把握中也同样能够适用本发明。

另外，根据本申请发明的状态把握装置适用领域，有仅使用一个电磁操作机构的绕组的情况。这里，为了从电压波形搜索其拐点，需要测定从电容器等驱动电源供给电流的过程中的该绕组的电压。在这种情况下，根据电流变动，在上述驱动电源的内部中产生的电压降落的变动成为搜索对象的电压变动波形。

实施形态12

这里，说明检测作为电磁驱动机构的驱动电源的电容器(参照图1)的容量变动的要领。即，电容器一般在反复进行充放电动作的过程中元件恶化，其静电容量逐渐减少。当下降一定值以上的电容的电容器量后，则不能够向绕组供给补偿正常的驱动操作的电流，作为电磁操作装置引起动作不良，故需要进行容量的监视。

图27表示向绕组放电时的电容器的端子电压的电压波形。而且，这里特别着眼于电容器的容量变化后的电压波形的变化。即，如图所示，当电容器容量从初始状态(100％)减少到80％、60％后，可知电压的衰减速度发生变化。因此，通过检测从电压施加时起经过一定时间以后的电压衰减量，能够把握电容器的容量恶化，如果当检测出一定的容量降低后发出警报，能够预先防止电磁操作装置的不良状态，同时，能够可靠地实施维护。

特别是，如果把该容量变化检测方法带入到实施形态6、7(参照图15、16)的开关控制装置中，则能够不使用专用的容量监视器监视电容器容量，能够廉价地构成控制装置。

实施形态13

这里，说明简便地检测电磁操作装置的周围温度的要领。在电磁操作装置的闭合用绕组13以及断开用绕组14中，在断路器没有动作的某个预定时刻通电微弱电流计测输出电压。这里，由于在绕组中使用的导线的电阻对于温度线性变化，因此预先测定绕组的电阻，通过计测对于上述电阻的电阻变动率能够大致把握周围温度。这里，由于如果电阻变动则流过微弱的电流时的输出电压按照V＝I*R变动，因此如果监视上述输出电压，则知道周围温度的变化。

根据检测出的周围温度，通过在产生断路器的动作不良之前发出异常警报，能够预先防止障碍，同时，能够可靠地实施维护。另外，如果把所推定的温度带入到实施形态6、7(参照图15、16)的开关控制装置中，则能够不使用专用的温度计监视周围温度，廉价地构成控制装置。

另外，在这里使用电磁操作机构10的绕组，而例如也可以是温度测定用的小绕组绕线，该绕线不一定需要埋入在电磁操作机构10中。

实施形态14

这里，说明简便地检测电磁操作装置的周围温度的其它要领。

图28中表示使用了霍尔元件的周围温度推定例。图中，在固定铁心的一部分上形成磁通监视孔，在该监视孔内安装有霍尔元件110。一般，霍尔元件的输出电压对于周围温度具有一定的梯度。即，成为Vh＝K·α·B(式中，Vh：霍尔元件输出电压，K：温度系数，α：常温时的输出灵敏度，B：磁通密度)，在电磁操作机构10保持断开或者闭合状态，永久磁铁发生一定磁场的情况下，霍尔元件输出电压Vh的变动仅成为基于上述温度系数k的温度变动。即，通过监视Vh的变动，能够推定周围温度。

根据检测出的周围温度，通过在产生断路器的动作不良之前发出异常警报能够预先防止故障，同时，能够可靠地实施维护。另外，如果把所推定的温度带入到实施形态6、7(参照图15、16)的开关控制装置中，则能够不使用专用的温度计监视周围温度，能够廉价地构成控制装置。

另外，这里在电磁操作机构外周一侧配置霍尔元件，而该配置位置只要是在永久磁铁16的磁通通过的磁路上则任何位置均可。

实施形态15

这里，介绍能够简便地实现获得拐点中的电流值信息或者电压值信息的运算的状态把握装置。

图29表示本发明实施形态15的运算处理单元。在图29中，具备检测开关用绕组121的电流的1阶微分波形的1阶微分波形检测单元124、检测其微分波形的过零点，在其过零点输出脉冲信号的过零点检测单元127。

图30中，该图(a)的电流波形上的拐点内，成为极大值、极小值的点被置换成电流1阶微分波形上的过零点(该图(b))。图29中，电流信号变换单元126A把来自过零点检测单元127的脉冲信号作为触发信号，把来自电流波形检测单元122的断开用绕组121的电流值作为该拐点中的电流变化信息，向取入特性量测定单元125发送。

电压信号变换单元126B把来自过零点检测单元127的脉冲信号作为触发信号，把来自电压波形检测单元123的断开用绕组121的电压值作为该拐点中的电压变化信息，向取入特性量测定单元125发送。

在这样的结构中，由于电流波形上的拐点由过零点检测单元127抽取为多个脉冲信号，因此不需要取入电流、电压的全部波形，可以把脉冲信号作为触发信号，仅在运算单元中处理用ADC读入的特定值。从而，能够实现运算单元的负荷轻、成本低的装置结构。

另外，能够由绕线式CT检测电流微分波形，而在一般的电磁操作机构的电流波形中，由于包括大量10Hz附近的频带信号，因此在通常的带铁芯的绕线式CT中由于铁芯的饱和影响，不能够进行正确的测定。为此，通过使用空心型CT(所谓的罗哥夫斯基(Rogowski)CT)，能够进行更正确的测定。

另外，如图29所示，也可以设置逻辑或电路129，作为在触发信号中使用的脉冲信号，以驱动开始指令信号为基准，加入与定时器单元128发生的特定时间相对应的脉冲信号。

另外，过零点检测除去电流值以外，也可以把电压检测值或者电压微分检测值作为对象。

如图30(c)所示，可以添加取出从来自1阶微分波形检测单元124的电信号，进而通过微分电路取出电流的2阶微分信号，进行电流2阶微分信号的峰值检测或者过零点检测的电路。由于电流2阶微分信号的峰值或者过零点表现电流信号的拐点，因此能够简便、廉价地进行大范围的拐点搜索以及该拐点中的变化信息的运算取得。

实施形态16

图31是表示本发明实施形态16中的状态把握装置的结构图，与前面的实施形态15相同，目的在于简便地实现获得变化信息的运算。

图31中，具备检测断开用绕组121的电流的1阶微分波形的1阶微分波形检测单元124、检测该微分波形的过零点，在该过零点输出脉冲信号的过零点检测单元127，这一点与前面的实施形态15相同。

另一方面，从电压波形检测单元123输出的信号输入到阈值检测单元130中，在特性量测定单元125的运算单元中，仅输入来自这些阈值检测单元130和过零点检测单元127的脉冲信号。

在阈值检测单元130中，如图32所示，在输入信号比一定的阈值大的信号的期间，输出使输出脉冲信号成为ON的信号。从而，这时的脉宽时间的信息成为包括电压的衰减波形的信息，能够把该脉宽信息用作为用于计算设备的状态因子的测定值之一。

在特性量测定装置125的运算单元中，根据来自阈值检测单元130和过零点检测单元127的各脉冲信号的时间信息来计算开关装置的状态因子。

另外，也可以把来自电流波形检测单元122的信号作为阈值检测单元130的输入。

通过采用这样的结构，能够省略ADC单元，能够以低成本构成运算单元。

实施形态17

在以上的各实施形态例中，说明了根据与来自电流或者电压的测定单元的输出波形上的拐点有关的信息，检测特定的状态，例如，接点移动开始时间或者接点移动结束时间，进而，根据这些信息随时间的变化量，检测开关接点的消耗量等特性量的单元和方法，与以往的单元和方法相比较，确认为更为有用。

而本申请发明，即，求来自测定在电磁绕组中流过的电流或者在电磁绕组中发生的电压的测定单元的输出波形上的拐点中的变化信息，根据该变化信息推定被操作设备或者电磁操作装置的状态的状态把握装置除去以上具体地例示的形态例以外，作为把握大范围的状态的方法是有效的，而在其适用时需要留意如下。

即，作为各拐点中的时间信息、电流值信息、电压值信息的变化信息一般受多种状态，即多个状态因子的变化的影响。从而，为了可靠、高精度地把握这些多个状态因子的状态量，当然需要分析使各个状态因子发生变化时的现象，还需要分析由多个因子引起的复合现象。

在本实施形态17中，虽然一部分与前面的说明重复，但说明从以上观点出发的各种有用的方法。作为被操作设备，假定电力开关设备进行说明，而当然也能够同样适用于在实施形态11中采用的制动装置等其它的设备。

图33是表示断开时的断开用绕组的电流以及电压的图。驱动用电源利用电容器的充电电压。绕组电流波形或者电压波形从绕组通电开始到可动单元的动作结束，或者在动作结束以后，反复进行复杂的变动，例如，具有如图中的A～H所示的多个拐点。另外，图中，I例示在后述的实施形态18中采用的特征时刻，在该形态18中详细叙述。这些拐点的出现根据断开/闭合动作或者电磁操作的形式而不同。由电流波形检测单元以及电压波形检测单元把电流波形以及电压波形取入到开关控制装置，从这些波形的数据使用分析算法，抽取波形中的拐点，把与这些点相对应的时刻作为Ta～Th，把电流值作为Ia～Ih，把电压值作为Va～Vh。

这些测定值根据电力开关设备的状态发生变动。这里，作为电力开关设备的状态，是取得使电力开关设备的动作特性变化的因子的值，通过该因子的变化量超过一定的值，产生电力开关设备的动作不良或者产生动作不良的概率上升，能够根据电力开关设备的运行历史或者经过时间而变化。具体地讲，所谓状态的因子，是电力开关设备的温度、在可动部分中发生的摩擦力、使用电容器在绕组中通电的系统中的电容器的容量以及电容器的充电电压、使用恒压源在绕组中通电的系统中的电源电压、绕组通电电路中的电阻值、真空阀内的开关接点的消耗量、永久磁铁的断开或者闭合的保持力等。

图34表示通常状态下的电力开关设备的断开时绕组电流波形、驱动部分的摩擦增大了的电力开关设备中的绕组电流波形的一个例子。在该例子中，电磁绕组由来自电容器的放电电流驱动。如果在可动部分中发生的摩擦力增大，则在可动铁心中起作用的弹簧力和电磁力的一部分与摩擦力抵消，驱动可动铁心的力减少，可动铁心的移动速度下降。因此，从可动铁心开始移动起到开关接点开始断开为止的时间以及到可动铁心的动作结束的时间发生延迟。即，拐点B、拐点F的时候Tb、Tf延迟。另外，由于开关接点开始断开时点B的可动铁心的移动速度比通常时低，因此根据可动铁心的移动速度在绕组中发生的反向电动势降低，更易于流过电流，因此拐点B中的电流值Ib成为比通常时增大的倾向。

另外，在可动部分的动作结束点F中虽然具有由可动铁心的速度下降引起的电流值If的增加，然而由于因为驱动时间变长，加入了至到达拐点F之前，从电容器释放的电荷量增加，拐点F中的电压值Vf降低，由此电流值If降低这样的效果，因此表现出与拐点B中的电流值的变化不同的变化。另外，关于其它的拐点也相同，时刻、电流、电压的值根据摩擦力而变动。

图35表示通常状态下的电力开关设备的断开时的绕组电流波形、开关接点消耗了的电力开关设备中的绕组电流波形的一个例子。在该例子中，电磁绕组用来自电容器的放电电流驱动。如果开关接点消耗，则从可动铁心的移动开始点A到开关接点开始断开的点B之前，可动铁心移动的距离缩短。因此，拐点B的时刻Tb成为比通常时小的值。另外，从可动铁心的移动开始点A到开关接点开始断开的点B为止可动铁心移动的距离是弹簧的压缩量，由于弹簧的压缩量减小，因此拐点B中的可动铁心的速度比通常时低。由此，根据可动铁心的移动速度，在绕组中发生的反向电动势降低，更利于流过电流，因此，拐点B中的电流值Ib成为比通常时增大的倾向。另外，在可动铁心的动作结束点F中，根据可动铁心的速度下降，拐点F的时刻Tb增大。另外，相对于由可动铁心的速度下降引起的电流值If的增加效果，通过驱动时间加长，在到达拐点F为止从电容器释放的电荷量增加，拐点F中的电压值Vf降低，由此电流值If降低的效果增大，因此拐点B中的电流值If表现出比通常时减少的倾向。另外，关于其它的拐点也相同，时刻、电流、电压的值根据接点消耗量变动。

图36表示了通常状态下的电力开关设备断开时的绕组电流波形、因电容器的恶化容量减少了的电力开关设备中的绕组电流波形的一个例子。在该例子中，电磁绕组用来自电容器的放电电流驱动。如果电容器容量减少，则由电流向绕组的放电引起的电容器电压的降低比通常时大，从而，各拐点的电流值减少。另外，各拐点的时刻由于主要依赖于由弹簧力决定的可动铁心速度，因此与通常时的差异少。

这样，各拐点中的时刻、电流值、电压值反映该时刻的电力开关设备的状态。例如，拐点B中的电流值Ib根据接点消耗量、可动部分的摩擦力、电容器恶化的各状态因子的变动而变动，具有图37的(a)～(c)所示那样的相关关系。但是，在电流值Ib中反映大于等于2个状态因子的变动影响的情况下，仅从Ib难以分离并推定大于等于2个状态因子的变动。

图37的(d)～(f)表示了拐点F中的电流值If的由接点消耗量、可动部分的摩擦力、电容器恶化的各状态因子的变动产生的影响。拐点F中的电流值If的由各状态因子的变动产生的变化倾向与Ib的变化不同，可以说Ib和If对于3个状态因子具有独立的变化倾向。当然，上述的拐点B、F中的电流测定值Ib、If也根据接点消耗量、可动部分的摩擦力、电容器恶化以外的状态因子的变动而发生变化。

一般，对于N个状态因子，当存在具有独立的变化倾向的M个时刻、电流、电压等测定值时，如果是M≥N，则能够通过1次近似，数值地推定N个状态因子的变化量。进而，在状态因子与测定量的相关性方面存在高次相关的情况下，需要更多的独立的测定值。

另外，一般这些测定值对于与在计算状态因子的变化量时需要的灵敏度相对应的测定值的必要灵敏度，测定值的测定精度必须与其等同或者比其小。然而，由于通过取多个测定值的平均值，能够提高测定精度，因此除去上述的独立测定值以外，通过添加测定精度良好而且非独立的测定值，能够提高状态因子的变化量的推定精度。

作为状态因子的变化量的计算方法，有预先准备测定值与状态因子的相关图，从实际的测定值，通过内插或者外插计算状态因子的变化的方法，或者预先决定从测定值直接导出状态因子的函数的方法。作为决定这些相关图(数据库)或函数的手段，有根据实测数据决定的方法、根据分析仿真决定的方法以及使用两者来决定的方法。

在数值地计算出了状态因子以后，对于这些状态因子通过与预先决定的界限值相比较，能够判定电力开关设备的异常。在判定为状态异常的情况下，输出异常信号，能够事先检测障碍。

另外，这些状态因子有时根据电力开关设备的温度条件变动。例如，一般的电容器随着温度降低容量减少，绕组随着温度降低电阻值减少。为了分离状态因子这样变动是由于恶化还是由于温度的变动，使用温度测定单元测定温度，通过修正状态因子的变化量的测定值，能够进行更正确的状态因子的推定。

进而，如果数值地求出电力开关设备的状态因子，则能够使用这些状态因子预测电力开关设备的动作。所谓动作的预测，是从开关动作时的状态因子的变化量，数值地预测下一次闭合动作中的驱动速度、闭合时间等驱动参数，或者，从闭合动作时的状态因子的变化量，数值地预测下一次断开动作中的驱动速度、断开时间等驱动参数。

作为电力开关设备的驱动参数的预测方法，有预先生成状态因子与驱动参数的相关图的方法，或者，预先准备从状态因子导出驱动参数的函数的方法。另外，还有从拐点的时刻、电流值、电压值以及温度测定值，使用相关图或者函数计算驱动参数的方法。

实施形态18

在以上的各实施形态例中，从来自电流或者电压的测定单元的输出波形上的拐点得到变化信息。而本申请发明者在大范围内逐次进行了与设备的状态把握有关的各种实验的结果，发现了根据从开始励磁电磁绕组的时刻起，作为预定时间经过以后的时刻的特征时刻中的电流值信息或者电压值信息，也能够获得在状态把握方面有用的信息。另外，作为该特征时刻，不限于上述的励磁开始时刻，在前面的形态例中说明过的从拐点存在的时刻起经过预定时间的时刻也可以作为对象。

在本实施形态18中，说明从该特征时刻的变化信息推定把握状态的方法，或者如何设定该特征时刻的定时。

在前面提及的图33中，把从放电开始起经过了时间Tx的点作为特征时刻I。这时，Tx是按照对于特定的状态因子的变动，电流值或者电压值发生很大变动，对于其它的状态因子，电流值以及电压值的变动很小那样决定的时间间隔。图38表示绕组电压波形对于(a)接点消耗，(b)摩擦，(c)电容器容量，(d)电容器充电电压的各状态因子的变动的变化状况。

例如，在Tx＝0.035附近，对于接点消耗、摩擦、充电电压的3个状态因子的变动，电压值的变动小，对于电容器容量的变动，电压值的变动大。另外，Tx＝0的点的电压值仅受到充电电压的变动的影响。如果使用这种特征时刻中的特定值，则能够从其它的状态因子分离计算特定的状态因子的变化量。

作为时间间隔Tx的具体计算方式的例子，有以下的方式。在有N个状态因子的情况下，对于其中之一的状态因子R，把状态因子R允许的最小值记为Rmin，把状态因子允许的最大值记为Rmax，在使状态因子R从Rmin向Rmax变化时，把电压值V取得的值的最小值记为VRmin，最大值记为VRmax。另外，对于状态因子R以外的状态因子Ti(i＝1，......，N-1)，把各状态因子的值从所允许的最小值变化到最大值时的电压值的最小值、最大值记为VTi_min，VTi_max时，成为下式。

s1＝|VRmax-VRmin|

s2＝∑|VTi_max-VTi_min|

可以把s1比根据测定误差预先设定的值A大，s2比预先设定为小于上述值A的值B还小的点求作为Tx。这里，对于电压值求Tx，而也可以对于电流值求出。

进而，可以把s1＞A，s2＜B，而且s1成为最大的点求作为Tx。

另外，还可以求s1＞A，s2＜B，而且d＝s2/s1成为最小的时间Tx。另外，除去d成为最小的点以外，还可以选择d成为极小的多个Tx。另外，作为s1、s2的计算方式，可以成为下式。

s1＝(VRmax-VRmin)²

s2＝∑(VTi_max-VTi_min)²

另外，作为d的计算方式，可以成为d＝s2-s1。

另外，作为Tx的选择范围，可以从绕组电流的通电开始时加上电磁操作装置的驱动结束时间作为电磁操作装置的驱动结束后的时间。

另外，在上述的例子中，叙述了作为从其它的状态因子分离一个状态因子的变化的方法，而也可以作为分离多个状态因子的变化与其它多个状态因子的变化的方法使用。

例如，在有N个状态因子的情况下，把N个状态因子分开为N＝M+L的M个状态因子Ri(i＝1，......，M)和L个状态因子Tj(j＝1，......，L)，当把从各状态因子的值所允许的最小值变化到最大值时的电压值的最小值、最大值分别记为VRi_max，VRi_min，VTj_max，VTj_min时，成为下式。

s1＝∑|VRi_max-VRi_min|

s2＝∑|VTj_max-VTj_min|

可以把s1比值A大，s2比值B小的点求作为Tx。这里，对于电压值求出Tx，而也可以对于电流值求出。

进而，可以把s1＞A，s2＜B，而且s1成为最大的点求作为Tx。

另外，还可以求s1＞A，s2＜B，而且d＝s2/s1成为最小的时间Tx。另外，除去d成为最小的点以外，还可以选择d成为极小的多个Tx。另外，作为s1、s2的计算方式，可以成为下式。

s1＝∑(VRi_max-VRi_min)²

s2＝∑(VTj_max-VTj_min)²

另外，作为d的计算方式，可以成为d＝s2-s1。作为Tx的选择范围，可以从绕组电流的通电开始时加上电磁操作装置的驱动结束时间作为电磁操作装置的驱动结束后的时间。

在该方法中，虽然不能从一个电压值或者电流值推定特定的状态因子的变化量，然而通过把由该方法求出地多个特征时刻中的电压或者电流的测定值组合起来，能够特定的状态因子的变化量。另外，组合起来的测定值也可以作为上述拐点中的测定值。

另外，在有N个状态因子的情况下，把N个状态因子分开为N＝M+L的M个状态因子Ri(i＝1，......，M)和L个状态因子Ti(i＝1，......，L)，

关于状态因子Ri(i＝1，......，M)，以各个状态因子作为一个组，把包含在该组中的状态因子的值从各个允许的最小值变化到各个允许的最大值时的电压的最大值记为VRmin，最大值记为VRmax，

关于状态因子Ti(i＝1，......，L)，以各个状态因子作为一个组，把包含在该组中的状态因子的值从各个允许的最小值变化到各个允许的最大值时的电压的最大值记为VTmin，最大值记为VTmax，成为下式。

s1＝|VRmax-VRmin|

s2＝|VTmax-VTmin|

也有把s1比值A大，s2比值B小的点求作为Tx的方法。这里，对于电压值求Tx，而也可以对于电流值来求出。

进而，可以把s1＞A，s2＜B，而且s1成为最大的点求作为Tx。

另外，还可以求s1＞A，s2＜B，而且d＝s2/s1成为最小的时间Tx。另外，除去d成为最小的点以外，还可以选择d成为极小的多个Tx。

另外，作为s1、s2的计算方式，也可以成为下式。

s1＝(VRmax-VRmin)²

s2＝(VTmax-VTmin)²

另外，作为d的计算方式也可以成为d＝s2-s1。作为Tx的选择范围，可以从绕组电流的通电开始时加上电磁操作装置的驱动结束时间作为电磁操作装置的驱动结束后的时间。

在该方法中，虽然不能从一个电压值或者电流值推定特定的状态因子的变化量，然而通过把由该方法求出的多个特征时刻中的电压或者电流的测定值组合起来，能够推定特定的状态因子的变化量。另外，组合起来的测定值也可以作为上述拐点中的测定值。

关于一个状态因子的组，作为使包含在该组中的状态因子的值从各个允许的最小值向最大值变化的方法，有连续改变值的方式和以跳跃的值不连续变化的方法。另外，关于一个状态因子的组，作为使包含在该组中的状态因子的值从各个允许的最小值向最大值变化的顺序，有使各状态因子同时按照一定的比例变化的顺序，或者首先使第1个状态因子的值从最小值变化到最大值，接着使第2个状态因子从最小值变化到最大值这样顺序地一个一个变化的顺序，或者，在一个状态因子的组中包括M个状态因子时，把从各个状态因子允许的最小值到最大值进行k-1分割，对于通过分割得到的k个状态因子的值，检查包含在状态因子的组中的各个状态因子的k个值的所有组合的顺序。

在该方法中，虽然不能从一个电压值或者电流值推定特定的状态因子的变化量，但是通过把根据不同的状态因子的组求出的多个特征点中的电压或者电流的特定值组合起来，能够推定特定的状态因子的变化量。另外，通过把其它的特征时刻或者拐点中的测定值组合起来，也能够推定特定的状态因子的变化量。

如上所述，本发明的状态把握装置设置在具备了固定铁心、对于该固定铁心构成为能够移动的可动铁心、由驱动电源励磁，通过使可动铁心移动，驱动连接在可动铁心上的被操作设备的电磁绕组的电磁操作装置中，由于具备测定在电磁绕组中流过的电流或者在电磁绕组中发生的电压的测定单元、求来自该测定单元的输出波形上的变化信息的搜索单元，根据来自该搜索单元的变化信息推定被操作设备或者电磁操作装置的状态，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置把握被操作设备或者电磁操作装置的状态。

另外，由于其搜索单元具备搜索表示从测定单元得到的输出值的时间变化的输出-时间特性上的拐点的拐点搜索单元，作为变化信息，求拐点中的时间信息、电流值信息或者电压值信息的至少一种信息，因此能够从输出-时间特性上的拐点得到有用的变化信息。

另外，由于其拐点搜索单元包括能够从一个拐点的位置根据预先设定的修正量搜索其它拐点的位置的功能，因此容易进行拐点的搜索。

另外，由于其拐点搜索单元根据输出-时间特性的时间变化率求拐点发生的时间，因此能够容易求出拐点发生的时间。

另外，由于其拐点搜索单元把输出-时间特性适用到多项式的近似曲线中，根据该近似曲线求拐点发生的时间，因此能够容易求出拐点发生的时间。

另外，其搜索单元由于作为变化信息，从表示由测定单元得到的输出值的时间变化的输出-时间特性上的、由驱动电源开始励磁的时刻以及拐点所处的时刻的至少一方，求作为经过预定时间以后的时刻的特征时刻中的电流值信息以及电压值信息的至少一种信息，因此能够从输出-时间特性上的特征时刻得到有用的变化信息。

另外，关于使被操作设备或者电磁操作装置的状态变化的多个状态因子，在由预先设定的大于等于一个状态因子构成的多个组的每一个中，根据在预定范围内使属于该组的状态因子的状态量变化得到的输出-时间特性信息，该搜索单元由于抽取出比与一个状态因子的组相对应的输出-时间特性信息上的、由该状态因子的变化量的变化引起的输出的变化比根据测定误差预先设定了的值A大，而且，与其它的至少一个状态因子的组相对应的输出-时间特性信息上的，由该状态因子的变化量的变化引起的输出的变化比预先设定为小于上述值A的值B还小的时间带，在该抽取出的每个时间带，作为特征时刻至少选择一个时刻，因此能够求出有用的特征时刻。

进而，其电磁操作装置驱动作为被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点，其搜索单元由于具备作为接点移动开始时间求来自电流测定单元的电流波形的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间求在接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一方，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置求电力开关设备的接点移动开始时间或者接点移动结束时间。

另外，由于设置从接点移动开始时间以及接点移动结束时间的至少一方随时间的变化量求电力开关设备的特性量的变动的特性量把握单元，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置求各种特性量的变动，能够适当地把握电力开关设备的状态。

另外，其电磁绕组是断开用电磁绕组，第1拐点搜索单元在第1预定时刻，作为第1接点移动开始时间，求当励磁了断开用电磁绕组时的接点移动开始时间，同时，随着时间的经过，在第1预定时刻以后的第2预定时刻，作为第2接点移动开始时间，求当励磁了断开用电磁绕组时的接点移动开始时间，特性量把握单元根据第1以及第2接点移动开始时间，作为上述特性量求开关接点的消耗量，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置求开关接点的消耗量。

另外，其电磁绕组是断开用电磁绕组，第2拐点搜索单元在第1预定时刻，作为第1接点移动结束时间，求当励磁了断开用电磁绕组时的接点移动结束时间，同时，随着时间的经过，在第1预定时刻以后的第2预定时刻，作为第2接点移动结束时间，求当励磁了断开用电磁绕组时的接点移动结束时间，特性量把握单元根据第1以及第2接点移动结束时间，作为特性量求开关接点的消耗量，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置求开关接点的消耗量。

另外，其电磁绕组是断开用电磁绕组，具备第1拐点搜索单元和第2拐点搜索单元，由于在第1预定时刻，第1拐点搜索单元作为第1接点移动开始时间求当励磁了断开用电磁绕组时的接点移动开始时间，第2拐点搜索单元作为第1接点移动结束时间求接点移动结束时间，随着时间的经过，在第1预定时刻以后的第2预定时刻，第1拐点搜索单元作为第2接点移动开始时间求当励磁了断开用电磁绕组时的接点移动开始时间，第2拐点搜索单元作为第2接点移动结束时间求接点移动结束时间，特性量把握单元求作为第1接点移动结束时间与第1接点移动开始时间的差的第1时间差，同时，求作为第2接点移动结束时间与第2接点移动开始时间的差的第2时间差，根据第1以及第2时间差，作为特性量求开关接点的消耗量，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置求开关接点的消耗量。

另外，由于具备第1以及第2拐点搜索单元的双方，特性量把握单元根据接点移动开始时间以及接点移动结束时间，作为特性量求可动接点的移动时间，因此不需要进行光学调整，而且能够以廉价、小型的装置求可动接点的移动时间。

进而，其电磁操作装置是驱动作为被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点的装置，由于作为电磁绕组，具备由存储在电容器中的电荷励磁的断开用电磁绕组以及闭合用电磁绕组，其搜索单元具备作为接点移动开始时间，求来自电流测定单元的电流波形的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间，求在接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一方，具备根据接点移动开始时间以及接点移动结束时间中的至少一方和电容器的充电电压以及电力开关设备的温度信息中的至少一方，预测下一次励磁闭合用电磁绕组时的闭合结束时间的闭合时间预测单元、根据闭合结束预测时间控制下一次励磁闭合用电磁绕组的定时的定时控制单元，因此能够延长开关接点的寿命。

另外，由于具备测定在其电磁绕组中流过了预定的微弱电流时的电磁绕组的电压，从电流和电压值求电磁绕组的绕组电阻变化特性，根据该绕组电阻变化特性求闭合用电磁绕组的温度信息的单元，因此不用设置专用的温度计，能够廉价地把握周围温度。

另外，由于在形成磁路的铁心内安装霍尔元件，具备测定磁通一定条件下的霍尔元件的电压变化特性，根据该电压变化特性求闭合用电磁绕组的温度信息的单元，因此不用设置专用的温度计，能够廉价地把握周围温度。

另外，拐点以及特征时刻的至少一方由于包括在可动铁心的移动结束以后在输出-时间特性上抽取出的点，因此关于可动铁心的移动结束以后的状态也能够作为把握对象。

另外，由于其搜索单元具备把在电磁绕组中流过的电流或者在电磁绕组中发生的电压微分，在其微分输出的过零点输出脉冲信号的过零点检测单元，使得根据脉冲信号得到拐点的时间信息，因此实现运算负荷的降低和成本的降低。

另外，由于具备根据拐点中的时间信息、电流值信息、电压值信息以及特征时刻中的电流值信息、电压值信息的至少一种信息，计算被操作设备或者电磁操作装置的状态量、驱动参数以及剩余寿命的至少一种变化量的运算单元，因此通过搜索从测定单元得到的输出-时间特性上的拐点以及特征时刻，能够把握被操作设备或者电磁操作装置的多种多样的状态。

另外，由于具备当变化量随时间的变动量超过了预定值时发出信号的信号发送单元，因此能够事先检测驱动的异常，谋求防止被操作设备以及电磁操作装置的误动作，提高可靠性。

产业上的可利用性

本发明的状态把握装置不限于真空断路器等电力开关设备，还能够广泛地适用在驱动电梯等中使用的制动装置的电磁操作机构等，具备固定铁心、对于该固定铁心构成为可移动的可动铁心、通过由驱动电源励磁使可动铁心移动，驱动连接在可动铁心上的被操作设备的电磁绕组的电磁操作装置中，不使用复杂、高价的光学单元，能够简便、廉价地把握被操作设备的状态。

Claims (20)

1.一种状态把握装置，该装置设置在具备固定铁心、构成为相对于该固定铁心可移动的可动铁心、通过由驱动用电源励磁使上述可动铁心移动而驱动与上述可动铁心连接的被操作设备的电磁绕组的电磁操作装置中，其特征在于包括：

测定单元，测定在上述电磁绕组中流过的电流或者在上述电磁绕组中发生的电压；和

搜索单元，求因上述被操作设备或者电磁操作装置的使用经过而引起的变动的、表示从上述测定单元得到的输出值的时间变化的输出-时间特性上的变化信息，

其中，根据来自该搜索单元的变化信息推定上述被操作设备或者电磁操作装置的状态。

2.根据权利要求1所述的状态把握装置，其特征在于：

上述搜索单元具备：

拐点搜索单元，搜索表示从上述测定单元得到的输出值的时间变化的输出-时间特性上的拐点，

作为上述变化信息，求上述拐点的时间信息、电流值信息或者电压值信息的至少一种信息。

3.根据权利要求2所述的状态把握装置，其特征在于：

上述拐点搜索单元包括能够从一个拐点的位置根据预先设定的修正量搜索其它拐点的位置的功能。

4.根据权利要求2所述的状态把握装置，其特征在于：

上述拐点搜索单元根据上述输出-时间特性的时间变化率求上述拐点发生的时间。

5.根据权利要求2所述的状态把握装置，其特征在于：

上述拐点搜索单元把上述输出-时间特性适用到多项式的近似曲线中，根据该近似曲线求上述拐点发生的时间。

6.根据权利要求1所述的状态把握装置，其特征在于：

上述搜索单元从表示由上述测定单元得到的输出值的时间变化的输出-时间特性上的、由上述驱动用电源开始励磁的时刻以及在权利要求2中记述的上述拐点所处的时刻的至少一方，求作为经过预定时间以后的时刻的特征时刻时的电流值信息以及电压值信息的至少一种信息，作为上述变化信息。

7.根据权利要求6所述的状态把握装置，其特征在于：

关于使上述被操作设备或者电磁操作装置的状态变化的多个状态因子，在由预先设定的一个以上的上述状态因子构成的多个组的每一组中，根据在预定范围内使属于该组的上述状态因子的状态量变化得到的上述输出-时间特性信息，

上述搜索单元抽取出与一个状态因子的组相对应的上述输出-时间特性信息上的、由该状态因子的变化量的变化引起的输出的变化比基于测定误差预先设定的值A大，而且，与其它至少一个状态因子的组相对应的输出-时间特性信息上的，由该状态因子的变化量的变化引起的输出的变化比预先设定为小于上述值A的值B还小的时间带，在该抽取出的每个时间带，至少选择一个时刻作为上述特征时刻。

8.根据权利要求2所述的状态把握装置，其特征在于，

上述电磁操作装置驱动作为上述被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点，并具备测定在上述电磁绕组中的电流的电流测定单元作为上述测定单元，

上述搜索单元具备作为接点移动开始时间求来自上述电流测定单元的电流波形的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元、作为接点移动结束时间求在上述接点移动开始时间以后发生的拐点，即上述电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一方。

9.根据权利要求8所述的状态把握装置，其特征在于：

设置根据上述接点移动开始时间以及上述接点移动结束时间的至少一方随时间的变化量求上述电力开关设备的特性量的变动的特性量把握单元。

10.根据权利要求9所述的状态把握装置，其特征在于：

上述电磁绕组是断开用电磁绕组，上述第1拐点搜索单元在第1预定时刻，作为第1接点移动开始时间，求当励磁了上述断开用电磁绕组时的上述接点移动开始时间，同时，随着时间的经过，在上述第1预定时刻以后的第2预定时刻，作为第2接点移动开始时间，求当励磁了上述断开用电磁绕组时的上述接点移动开始时间，上述特性量把握单元根据上述第1以及第2接点移动开始时间，作为上述特性量求上述开关接点的消耗量。

11.根据权利要求9所述的状态把握装置，其特征在于：

上述电磁绕组是断开用电磁绕组，上述第2拐点搜索单元在第1预定时刻，作为第1接点移动结束时间，求当励磁了上述断开用电磁绕组时的上述接点移动结束时间，同时，随着时间的经过，在上述第1预定时刻以后的第2预定时刻，作为第2接点移动结束时间，求当励磁了上述断开用电磁绕组时的上述接点移动结束时间，上述特性量把握单元根据上述第1以及第2接点移动结束时间，作为上述特性量求上述开关接点的消耗量。

12.根据权利要求9所述的状态把握装置，其特征在于：

上述电磁绕组是断开用电磁绕组，具备上述第1拐点搜索单元和上述第2拐点搜索单元的双方，

在第1预定时刻，上述第1拐点搜索单元求当励磁了上述断开用电磁绕组时的上述接点移动开始时间作为第1接点移动开始时间，上述第2拐点搜索单元求上述接点移动结束时间作为第1接点移动结束时间，随着时间的经过，在上述第1预定时刻以后的第2预定时刻，上述第1拐点搜索单元求当励磁了上述断开用电磁绕组时的上述接点移动开始时间作为第2接点移动开始时间，上述第2拐点搜索单元求上述接点移动结束时间作为第2接点移动结束时间，

上述特性量把握单元求上述第1接点移动结束时间与上述第1接点移动开始时间的差即第1时间差，同时，求上述第2接点移动结束时间与上述第2接点移动开始时间的差即第2时间差，根据上述第1以及第2时间差，作为上述特性量求上述开关接点的消耗量。

13.根据权利要求9所述的状态把握装置，其特征在于：

具备上述第1以及第2拐点搜索单元的双方，上述特性量把握单元根据上述接点移动开始时间以及上述接点移动结束时间，作为上述特性量求上述可动接点的移动时间。

14.根据权利要求2所述的状态把握装置，其特征在于：

上述搜索单元具备把在上述电磁绕组中流过的电流或者在上述电磁绕组中发生的电压进行微分，在其微分输出的过零点输出脉冲信号的过零点检测单元，使得根据上述脉冲信号得到拐点的时间信息。

15.一种状态把握装置，其特征在于：

权利要求2或3所述的上述拐点以及权利要求6所述的上述特征时刻的至少一方包括：在上述可动铁心的移动结束以后，在上述输出-时间特性上抽取出的点。

16.一种状态把握装置，其特征在于包括：

运算单元，根据权利要求2或3所述的上述拐点中的时间信息、电流值信息、电压值信息以及权利要求6所述的特征时刻中的电流值信息、电压值信息的至少一种信息，计算上述被操作设备或者电磁操作装置的状态量、驱动参数以及剩余寿命的至少一种变化量。

17.根据权利要求16所述的状态把握装置，其特征在于具备：

信号发送单元，当上述变化量随时间的变动量超过了预定值时发出信号。

18.一种使用权利要求2所述的状态把握装置的电力开关设备的开关控制装置，其特征在于：

上述电磁操作装置是驱动作为上述被操作设备的电力开关设备的开关接点的可动接点的装置，作为上述电磁绕组，具备由存储在电容器中的电荷励磁的断开用电磁绕组以及闭合用电磁绕组，作为上述测定单元，具备测定在上述电磁绕组中流过的电流的电流测定单元，

上述搜索单元具备：作为接点移动开始时间，求来自上述电流测定单元的电流波形的最大值的后面出现的第1拐点发生的时间的第1拐点搜索单元；作为接点移动结束时间，求在上述接点移动开始时间以后发生的拐点，即电流波形成为最小的第2拐点发生的时间的第2拐点搜索单元的至少一个，

具备：根据上述接点移动开始时间以及上述接点移动结束时间中的至少一个和上述电容器的充电电压以及上述电力开关设备的温度信息中的至少一个，预测下一次励磁上述闭合用电磁绕组时的闭合结束时间的闭合时间预测单元；根据上述闭合结束预测时间控制下一次励磁上述闭合用电磁绕组的定时的定时控制单元。

19.根据权利要求18所述的电力开关设备的开关控制装置，其特征在于：

具备测定在上述电磁绕组中流过预定的微弱电流时的上述电磁绕组的电压，根据上述电流和电压值，求上述电磁绕组的绕组电阻变化特性，根据上述绕组电阻变化特性求上述闭合用电磁绕组的温度信息的单元。

20.根据权利要求18所述的电力开关设备的开关控制装置，其特征在于：

在形成磁路的上述铁心内安装霍尔元件，具备测定磁通一定的条件下的上述霍尔元件的电压变化特性，根据上述电压变化特性求上述闭合用电磁绕组的温度信息的单元。

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