CN104517741A - 开关设备和用于检测这种开关设备故障的方法 - Google Patents

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Abstract

一种开关设备，包括至少一对固定触头和用于这对或每对固定触头的在关闭位置和打开位置之间可动的可动触头；能够将该或每个可动触头保持就位的触头保持架，其在与该或每个可动触头的关闭位置对应的第一位置以及与该或每个可动触头的打开位置对应的第二位置之间沿着垂直方向可动；能够在可动触头保持架上施力以使其在其第一位置和第二位置之间运动的平板，其相对于可动触头保持架可动；能够在激励平板的运动从而驱动触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的运动期间测量平板相对于触头保持架的运动的传感器；以及基于传感器测得的至少一个值检测开关设备中故障的检测构件。

Description

开关设备和用于检测这种开关设备故障的方法
技术领域
本发明涉及一种开关设备和一种检测这种设备故障的方法。
背景技术
开关设备包括至少一对固定触头以及用于每对固定触头的、在关闭位置和打开位置之间可动的可动触头。更确切地，当可动触头处在关闭位置时，固定触头彼此电连接，当可动触头处在打开位置时，固定触头彼此电绝缘。开关设备还包括能够保持可动触头的触头保持架以及能够激励(actuate)触头保持架在与可动触头的关闭位置相应的第一位置和与可动触头的打开位置相应的第二位置之间的运动的致动器。
一般来说，在开关设备领域，检测相应的固定触头上的该可动触头或每个可动触头的结合(weld)的技术已经周知。所述结合指的是在该可动触头或每个可动触头与相应的固定触头之间的结合，这种结合不易通过激励触头保持架从其第一位置到其第二位置的运动而断开。更确切地，该结合对应于在触头保持架从其第一位置到其第二位置的运动期间在其中一个固定触头和相应的可动触头之间存在的联接，所述联接的断开强度大于施加在可动触头上的最大力。该最大力例如等于3.1N(牛顿)，优选为2.9N。因此，当结合被检测到时，开关设备不再可用，因为该可动触头或每个可动触头在相应的固定触头上固定不动。这种检测可以例如通过机械指示器而被外界操作人员看到。现有的开关设备提供的是一旦该可动触头或每个可动触头永久结合在相应固定触头上时检测这种结合并将其指示给操作人员的能力，但并不提供预见和防止该可动触头或每个可动触头结合到相应固定触头上的能力。在专利申请EP-A-1 744 339和EP-A-1 610 355中展示了这种开关设备。
此外，文献WO-A1-2004/057 634展示了一种已知开关设备，其中，测量了将所述可动触头或每个可动触头保持就位的弹簧的展开，从而确定在所述可动触头或每个可动触头上以及在相应固定触头上的磨损。这种设备可用于确定触头上的磨损，从而确定设备的剩余可用寿命。但是，这种设备并不提供预见所述可动触头或每个可动触头结合到相应固定触头上的能力，也不提供确定开关设备精确的剩余可用寿命的能力。
因此，本发明的目标是提供一种开关设备，这种开关设备提供在触头结合之前预见所述可动触头或每个可动触头与相应的固定触头的结合并且以最优方式确定触头的剩余可用寿命的能力。
发明内容
为此，本发明的目标涉及一种开关设备，包括至少一对固定触头以及用于这对固定触头或每对固定触头的可动触头，所述可动触头在关闭位置和打开位置之间可动；所述固定触头在所述可动触头的关闭位置经由所述可动触头而彼此电连接并且在所述可动触头的打开位置彼此电绝缘；触头保持架，其能够将所述可动触头或每个可动触头保持就位，所述触头保持架在与所述可动触头或每个可动触头的关闭位置对应的第一位置以及与所述可动触头或每个可动触头的打开位置对应的第二位置之间沿着垂直方向可动；以及致动器，其能够激励所述触头保持架在其第一位置和第二位置之间的平移运动，
根据本发明，所述开关设备包括：
-平板，能够在所述可动触头保持架上施力，所述致动器能够经由激励所述平板的运动而激励所述触头保持架在其第一位置和第二位置之间的平移运动，所述平板相对于所述可动触头保持架可动，
-传感器，在激励所述平板的运动从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述传感器能够测量可动平板相对于所述可动触头保持架沿着垂直方向的运动，以及
-检测构件，用于基于所述传感器测得的至少一个值、检测所述开关设备中的故障。
由于本发明，开关设备能够检测到开关设备中失灵或故障的发生，特别提供了防止固定触头和所述相应可动触头或每个相应可动触头之间的结合的能力。因此能够在设备停止工作之前更换电气装备中的开关设备。另外，基于检测到失灵或故障的频率，还可以确定该开关设备是否真正适合该电气装备。
根据本发明的其它有利方面，开关设备还包括一个或多个以下典型特征，这些特征可以被单独考虑或具有所有技术上所允许的组合：
-在激励所述平板的运动从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，检测构件检测到的故障对应于在至少一个所述固定触头和相应的可动触头之间的至少一个微结合的存在，所述微结合对应于在其中一个固定触头和相应的可动触头之间的第一联接的存在，所述第一联接的断开强度小于或等于施加在所述可动触头上的最大力；
-所述传感器是力传感器，优选为压电传感器；
-所述传感器包括：沿着所述垂直轴线可平移地紧固至所述可动触头保持架的主体部分；以及，相对于所述主体部分可动的测力传感器探头；
-所述测力传感器探头可沿着所述垂直方向相对于所述主体部分平移运动，运动范围为1mm至20mm之间的距离，优选为5mm至15mm之间的距离，而在激励所述平板的运动从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述平板能够在所述测力传感器探头上施力从而使所述可动触头保持架移动到其第二位置；
-所述平板沿着所述垂直方向布置成面朝所述测力传感器探头，并且与所述传感器探头具有预定距离；
-所述触头保持架能够通过第一弹簧将所述可动触头或每个可动触头保持就位；
-所述可动平板通过第二弹簧连接于所述触头保持架，并且在激励所述可动平板从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述可动平板能够在所述第二弹簧上施力从而使所述可动触头保持架移动到其第二位置；
-所述第二弹簧是预加应力弹簧，在激励所述可动平板从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，该弹簧能够在与所述可动平板的运动相反的方向上、在所述可动平板上施力；
-所述故障检测构件包括用于比较测量值与预定阈值的比较装置，并且在激励所述可动平板从而使所述触头保持架从其第一位置移动到其第二位置期间，当所述传感器所测得的值大于所述预定阈值时，所述检测构件能够检测到故障；
-在激励所述可动平板从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间：
-当所述传感器所测得的值大于所述预定阈值达到第一预定时间段时，所述检测构件能够检测到在至少一个所述固定触头和相应的可动触头之间的故障，所述第一预定时间段包含在预定时间间隔内，
-在激励所述平板的运动从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，当所述传感器所测得的值大于所述预定阈值达到第二预定时间段(其大于所述时间间隔的最大值)时，所述检测构件能够检测到至少一个所述固定触头和相应的可动触头之间的结合，所述结合对应于其中一个固定触头和相应的可动触头之间的第二联接的存在，所述第二联接的断开强度大于施加在可动触头上的最大力；
-所述检测构件包括计算元件，在激励所述平板的运动从而驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述计算元件能够基于测量值确定在至少一个所述固定触头和相应的可动触头结合之前、所述可动触头的开-闭循环的估计数量，所述结合对应于其中一个固定触头和相应的可动触头之间的第二联接的存在，所述第二联接的断开强度大于施加在所述可动触头上的最大力。
本发明的目的还涉及一种用于检测开关设备中的故障的检测方法；所述开关设备包括：至少一对固定触头以及用于这对固定触头或每对固定触头的可动触头，所述可动触头在关闭位置和打开位置之间可动，所述固定触头在所述可动触头的关闭位置经由所述可动触头而彼此电连接并且在所述可动触头的打开位置彼此电绝缘；触头保持架，其能够将所述可动触头或每个可动触头保持就位，所述触头保持架在与所述可动触头或每个可动触头的关闭位置对应的第一位置以及与所述可动触头或每个可动触头的打开位置对应的第二位置之间沿着垂直方向可动；以及致动器，其能够激励所述触头保持架在其第一位置和第二位置之间的平移运动。
根据本发明，所述方法还包括以下步骤：
-通过所述致动器激励平板的运动，所述设备包括能够在所述可动触头保持架上施力的所述平板，所述平板驱动所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动，所述平板相对于所述可动触头保持架可动，
-在所述触头保持架从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，测量所述平板相对于所述可动触头保持架沿着所述垂直方向的运动，以及
-基于所述测量步骤期间所测的至少一个值，检测开关设备中的故障。
根据本发明的其它优势，开关设备还包括一个或多个以下典型特征，这些特征可以被单独考虑或具有所有技术上所允许的组合：
-在所述检测步骤期间，所检测到的故障对应于至少一个所述固定触头和相应的可动触头之间的至少一个微结合的存在，所述微结合对应于其中一个固定触头和相应的可动触头之间的第一联接的存在，所述第一联接的断开强度小于或等于所述激励步骤期间施加在所述可动触头上的最大力。
-在所述测量步骤之后，所述方法包括以下步骤：将所述测量步骤期间所测的值传送给用于检测故障的检测构件；以及在所述检测步骤期间，如果所述测量值大于预定阈值，则检测构件检测到故障；反之，在所述检测步骤之后，所述检测构件执行以下步骤：发送用于指示操作者在至少一个所述固定触头和相应的可动触头之间是否已检测到故障的信息。
附图说明
参考附图，通过仅以非限制性实例提供的以下说明，本发明将得到更好的理解并且本发明的其它优势将更加明显，其中：
图1是根据本发明第一实施方式所述的接触器开关的透视示意图，其中所述接触器开关是单相接触器开关；
图2是在图1中所示的接触器开关的接线框视图，包括相对于相应的固定触头处在关闭位置的可动触头；
图3是与图2所示类似的视图，其中可动触头相对于固定触头处在打开位置；
图4是与图3所示类似的视图，在激励可动触头打开并且出现失灵或故障期间，在可动触头和固定触头之间的比如微结合；
图5是根据本发明的用于检测图1中所示接触器开关中诸如微结合的失灵或故障的方法的流程图；
图6是根据本发明第二实施方式所述的接触器开关的透视示意图，其中接触器开关是三相接触器开关。
具体实施方式
在图1中，接触器开关10包括开关组件12、致动器14和用于检测故障的检测构件16。
开关组件12包括两个固定触头18和在关闭位置和打开位置之间可动的可动触头20。固定触头18在可动触头20的关闭位置经由可动触头20而彼此电连接，并且在可动触头20的打开位置彼此电绝缘。
参考标记Z表示垂直方向，可动触头20能够沿着该方向移动。垂直方向Z形成接触器开关10的纵轴线。
开关组件12包括实现将电流输入接触器开关10中的输入端子22和实现将电流从接触器开关10输出的输出端子24。
开关组件12包括触头保持架26，其能够保持可动触头20并且驱动可动触头20沿着垂直方向Z平移运动。触头保持架26在与可动触头20的关闭位置相对应的第一位置和与可动触头20的打开位置相对应的第二位置之间可动。
开关组件12包括沿着垂直方向Z可动的可动构件28，其连接于致动器14并且能够通过致动器14激励从而激励触头保持架26在其第一位置和第二位置之间的平移运动，并且由此激励可动触头20的移动。
开关组件12还包括固定于触头保持架26的力传感器30。
开关组件12包括在可动触头20的打开期间、在固定触头18和可动触头20之间形成电弧的断路箱31.
致动器14包括未示出的、能够激励可动构件28的运动的线圈，该运动促使触头保持架26在其第一位置和第二位置之间平移运动。该线圈能够根据穿过其中的电流激励可动构件28的运动以及由此激励触头保持架26的运动。
检测构件16能够基于传感器30所测的值检测接触器开关10中的故障，例如在可动触头20和固定触头18之间出现的至少一个微结合。在此使用的术语“微结合”表示在激励所述可动构件28的运动从而驱使所述触头保持架26从其第一位置到其第二位置的平移运动期间、在其中一个固定触头18和相应的可动触头16之间的第一联接的存在，所述第一联接的断开强度小于或等于施加在可动触头上的最大力。该最大力例如等于3.1N，优选的是2.9N。
检测构件16还能够基于传感器30所测的值检测可动触头20和其中一个固定触头18之间出现的结合。该结合对应于在激励平板44的运动从而驱使所述触头保持架26从其第一位置到其第二位置的平移运动期间、固定触头18和相应的可动触头20之间的第二联接的存在，所述第二联接的断开强度大于施加在可动触头上的最大力。所述结合的断开强度例如大于3.5N。
检测构件16包括用于比较测量值和第一预定阈值S1的比较软件32。例如，第一阈值S1包含在3N和3.1N之间。在激励可动构件28从而使所述触头保持架26从其第一位置移动到其第二位置期间，当所述传感器30所测得的值大于所述预定阈值S1达到包含在预定时间间隔I1内的第一预定时间段T1时，所述检测构件16能够检测到在至少一个所述固定触头18和所述可动触头20之间出现的微结合。时间间隔I1例如等于[0.1ms；100ms]。当所述传感器30所测得的值大于所述预定阈值S1达到大于所述时间间隔I1的最大值的第二预定时间段T2时，所述检测构件16能够检测到在至少一个所述固定触头18和可动触头20之间的结合。
每个固定触头18包括接触垫片33。开关组件12的两个固定触头18分别连接于电流输入端子22和电流输出端子24。
每个可动触头20包括中央部分34和两个接触垫片36。
触头保持架26是沿着垂直方向Z延伸的框架形式，并且包括大致平行的两个垂直壁部38a、38b，以及两个水平壁部38c、38d，即顶部壁部38c和底部壁部38d，连接在这两个水平壁部之间的是该垂直壁部38a、38b。触头保持架26还包括垂直于垂直方向Z延伸的中间壁部39。中间壁部39在沿着垂直方向Z对齐的第一台阶40a和第二台阶40b之间形成边界。第一台阶40a比第二台阶40b更靠近固定触头18。
可动触头保持架26通过沿着垂直方向Z设置在触头保持架26和可动触头20之间的第一弹簧37、将可动触头20保持就位。更确切地，第一弹簧37位于中间壁部39和中央部分34之间。
可动构件28一方面布置在垂直壁部38a、38b之间，另一方面布置在中间壁部39的上方。换言之，可动构件28置于第二台阶40b的高度处。可动构件28包括杆42和将力传送到传感器30的传力平板44。平板44通过第二弹簧46连接于触头保持架26。可动构件28能够经由平板44和第二弹簧46将力施加在可动触头保持架26上从而使其从其第一位置移动到其第二位置。
更一般地，可动构件28能够由致动器14激励从而使触头保持架26在其第一位置和其第二位置之间移动。致动器14因此能够通过中断流过线圈的电流而触发可动构件28的运动，以及因此触发触头保持架26从其第一位置到其第二位置的运动。
可动构件28和平板44相对于触头保持架26可动。
传感器30固定于垂直壁部38a并且在顶部壁部38c和中间壁部39之间延伸。因此，传感器30设置在第二台阶40b内。传感器30是力传感器，优选的是压电传感器。
传感器30包括沿着垂直方向Z可平移地紧固于可动触头保持架26的主体部分48，以及用于测量力的测力传感器探头50。探头50相对于主体部分48可动。触头50例如在主体部分48内沿着垂直方向Z滑动。
比较软件32能够比较传感器30所测的力的值与预定第一阈值S1.
当可动触头20处在关闭位置时，第一弹簧37能够沿着垂直方向Z施加压力，从而将可动触头20压靠在固定触头18上。因此，在触头垫片33、36磨损的情况下，第一弹簧37允许可动触头20的更好的闭合。
在激励平板44的运动从而驱使所述触头保持架26从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，下部壁部38d能够在中央部分34上施加压力。
中间壁部39一体地机械固定于垂直壁部38a、38b和水平壁部38c、38d，从而使得施加于中间壁部39的机械力主要作用在触头保持架26上。
杆42一体地固定于平板44并且杆42的运动由致动器14激励。
平板44位于中间壁部39和上部壁部38c之间。平板44一方面沿着垂直方向Z与传感器30的探针50接触，另一方面与中间壁部39接触。在激励可动构件28从而驱使所述触头保持架26从其第一位置移动到其第二位置期间，平板44能够在传感器30上施力。在激励可动构件28从而驱动所述触头保持架26从其第二位置到其第一位置的平移运动期间，平板44能够在壁部40上施力。
第二弹簧46例如是预加应力弹簧，在激励触头保持架26从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，该弹簧能够在与平板44的运动相反的方向上、在平板44上施力。第二弹簧46在平板44和上部壁部38c之间沿着垂直方向Z延伸。
测力传感器探头50能够沿着垂直方向Z相对于主体部分48平移移动，并且移动距离包含在1mm和20mm之间，优选地在5mm和15mm之间。
图2示出了处在关闭位置的带有可动触头20的接触器开关10。在可动触头20从其打开位置移动到其关闭位置期间，可动构件28、更确切地是平板44被激励从而使触头保持架26从其第二位置移动到其第一位置。因此，如图2中所示，由致动器14在可动构件28上施加关闭力E1，从而使可动构件28沿着垂直方向Z移动到固定触头18。然后平板44与中间壁部39相接触并且通过一致的运动驱动触头保持架26从其第二位置到其第一位置。然后，中间壁部39将其运动通过第一弹簧37转移到可动触头20。于是可动触头20处在关闭位置。
在图3中，可动触头20处在打开位置。在可动触头20从其关闭位置运动到其打开位置期间，致动器14在可动构件28上施加打开力E2，从而使其沿着垂直方向Z在与固定触头18相反的方向上移动。可动构件28、更确切地是平板44通过第二弹簧46将这个打开力E2转移到触头保持架26。
当固定触头垫片33和可动触头垫片36之间没有失灵或故障并且尤其没有微结合时，传感器30实质上将测量不到力，因为第二弹簧46是预加应力的。于是平板44在第二弹簧46上施力，该力被传送到触头保持架26的顶部壁部38c。然后触头保持架26从其第一位置移动到其第二位置。因此使触头保持架26的下部壁部38d移动从而与中央部分34相接触，并且驱动可动触头20至其打开位置。
在图4中，致动器14对可动构件28施加第二打开力E2，从而使其沿着垂直方向Z在与固定触头18相反的方向上移动。但是，在可动触头20和固定触头18之间出现失灵，例如微结合。因此，可动触头20在少于100ms的短时间内被固定在固定触头18上不可动。更确切地，当打开力E2施加于可动构件28时，平板44通过第二弹簧46将该力传送到触头保持架26。然后触头保持架26从其第一位置移动到其第二位置。但是，由于可动触头20被微结合，当端部41与中央部分34相接触时，触头保持架26的运动停止。然后，触头保持架26在少于100ms的时间内固定不动。在触头保持架26固定不动期间，平板44继续其运动并且在第二弹簧46上施力，该力大于第二弹簧46的预加应力。然后，平板44与探头50相接触并且使其移动。于是，当测量数据值大于第一阈值S1时，传感器30测量到与失灵检测相对应的力，所述失灵例如是一个或多个微结合的存在。触头保持架26固定不动，直到施加在中央部分34上的力足以断开一个或多个微结合，也就是说，足以使可动触头20与固定触头18分开。然后，一旦微结合断开，触头保持架26继续向其第二位置移动，开关组件12的构造如图2。有利的是，检测构件16包括未示出的计算构件，其能够基于测量数据确定：在至少一个固定触头18和可动触头20之间出现结合之前、可动触头20的开/闭循环的估计数量。
下面将利用附图5说明用于检测接触器开关10中的故障或失灵的方法，比如在可动触头20和固定触头18之间的一个或多个微结合。在第一步骤100期间，致动器激励可动构件28、更确切地是激励平板44，从而使触头保持架26从其第一位置移动到其第二位置。然后，在步骤100之后，在步骤102期间，在触头保持架26从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，传感器30测量平板44相对于触头保持架26的运动。更确切地，为了检测该运动，传感器30测量由平板44施加在探头50上的力。然后，在步骤104期间，传感器30将步骤102期间测得的数据传送给检测构件16以用于检测故障。随后，在步骤106期间，检测构件16通过其比较软件32比较测量值和第一预定阈值S1，并且确定测量值大于阈值S1的时间段。然后，如果测量值大于第一阈值S1达第一时间段T1，则检测构件检测到一个或多个微结合的存在。如果测量值大于阈值S1达第二时间段T2，则检测构件检测到其中一个固定触头18和可动触头20之间的结合的存在。在步骤108期间，检测构件传送包括指示可动触头20和至少一个固定触头18之间是否已检测到一个或多个微结合的数据项的信息。所述信息例如对应于听觉信号音或者对应于检测构件16上的显示。
此外，在步骤110期间，所述计算构件确定在至少一个固定触头18和可动触头20之间出现结合之前、可动触头20剩余的开/闭循环的估计数量，并且通过比如检测构件上的显示传送该信息。
在可动触头20和固定触头18之间没有出现微结合的情况下，在可动触头20的打开期间，阈值S1和第二预加应力弹簧46的使用使得有可能不考虑施加到传感器30上的力。
压电型传感器的使用使得有可能确定所检测到的微结合的强度，其提供了以高精确度确定剩余开/闭循环的估计数量的能力。
微结合的识别提供了预见可动触头20与固定触头18结合的能力。因此，维护人员可以在接触器开关10因可动触头20和固定触头18之间的结合而完全无法工作之前就更换接触器开关。
此外，有利的是，检测构件16还能够测量微结合发生的频率。因此可以通过测量这种发生频率来确定接触器开关是否真正符合需求。
最后，传感器被固定于触头保持架26使得有可能在有限地考虑接触器开关10内的潜在机械摩擦的情况下检测微结合。
图6示出了根据本发明第二实施方式的接触器开关210。接触器开关210是三相接触器开关，包括三个开关组件12，例如在第一实施方式中展示的那些开关组件。接触器开关210还包括三个致动器214和检测构件216，分别类似于致动器14和检测构件16。
在图6中，与第一实施方式类似的其它元件具有相同附图标记并且不再说明。
在此变体实施方式中，检测构件216能够以与已经针对第一实施方式展示过的相似的方式检测一个或多个微结合的发生。有利的是，检测构件216能够识别每个传感器30并且还能够识别与每个传感器关联的开关组件12，从而确定最终检测到故障的开关组件12。
第一实施方式所展现的优势适用于第二实施方式。
作为变体，第二弹簧46不是预加应力的或者实际上接触器开关并不包括第二弹簧46，并且平板44沿着垂直方向Z面朝测力传感器探头50，与探头50具有预定距离。
在接触器开关10不包括第二预加应力弹簧的情况下，在激励平板44的运动从而驱动保持架26从其第一位置到第二位置期间，平板44能够在测力传感器探头50上施力从而使可动触头保持架26移动到其第二位置。由此，探头50沿着垂直方向Z运动，然后驱动主体部分48，该主体部分与触头保持架26一体地固定。这样，触头保持架26被移动到其第二位置并且能够使可动触头20移动到其打开位置。在此变体实施方式中，当不发生微结合时，由传感器30测得的力的值的量很小，也就是说小于第二预定阈值S2，这是因为传感器30将其接收的力传送给了能够移动的触头保持架26。第二阈值S2例如在0.2N和0.4N之间。第二阈值S2大于第一阈值S1。在可动触头20具有微结合的情况下，由传感器30所测的力的值大于第二预定阈值S2，并且检测构件16检测到故障或失灵，例如一个或多个微结合的存在。
根据另一变体实施方式，传感器30由能够在激励平板44的运动从而驱动保持架26从其第一位置运动到第二位置期间测量可动平板44沿着垂直方向Z相对于可动触头保持架26的运动的任何类型的传感器代替。
本发明不仅适用于接触器开关，更一般地还适用于任何类型的开关设备，例如辅助触头或断路器。

Claims (15)

1.一种开关设备(10)，包括：
-至少一对固定触头(18)以及用于这对固定触头(18)或每对固定触头(18)的可动触头(20)，所述可动触头(20)在关闭位置和打开位置之间可动，所述固定触头(18)在所述可动触头(20)的关闭位置经由所述可动触头(20)而彼此电连接并且在所述可动触头(20)的打开位置彼此电绝缘，
-触头保持架(26)，能够将所述可动触头(20)或每个可动触头(20)保持就位，所述触头保持架(26)在与所述可动触头(20)或每个可动触头(20)的关闭位置对应的第一位置以及与所述可动触头(20)或每个可动触头(20)的打开位置对应的第二位置之间、沿着垂直方向(Z)可动，以及
-致动器(14)，能够激励所述触头保持架(26)在其第一位置和第二位置之间的平移运动，
其特征在于，所述开关设备(10)包括：
-平板(44)，能够在所述可动触头保持架(26)上施力，所述致动器能够经由激励所述平板(44)的运动而激励所述触头保持架(26)在其第一位置和第二位置之间的平移运动，所述平板(44)相对于可动触头保持架(26)可动，
-传感器(30)，在激励所述平板(44)的运动从而驱动所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述传感器能够测量可动平板(44)相对于所述可动触头保持架(26)沿着垂直方向(Z)的运动，以及
-检测构件(16)，用于基于所述传感器(30)测得的至少一个值检测所述开关设备中的失灵或故障。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在激励所述平板(44)的运动从而驱使所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述检测构件能够检测到在至少一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(26)之间的至少一个微结合的存在，所述微结合对应于所述开关设备中的所述失灵并且对应于在其中一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(16)之间的第一联接的存在，所述第一联接的断开强度小于或等于施加在所述可动触头(20)上的最大力。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述传感器(30)是力传感器，优选地是压电传感器。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述传感器(30)包括：沿着所述垂直轴线(Z)可平移地紧固于所述可动触头保持架(26)的主体部分(48)；以及相对于所述主体部分(48)可动的测力传感器探头(50)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述测力传感器探头(50)可沿着所述垂直方向(Z)相对于所述主体部分(48)在1mm至20mm之间的距离内平移运动，优选为5mm至15mm之间的距离；所述设备的特征还在于，在激励所述平板(44)的运动从而驱使所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述平板(44)能够在所述测力传感器探头上施力从而使所述可动触头保持架(26)移动到其第二位置。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述平板(44)沿着所述垂直方向(Z)布置成面朝所述测力传感器探头(50)，与所述传感器探头(50)具有预定距离。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述触头保持架(26)能够通过第一弹簧(37)将所述可动触头(20)或每个可动触头(20)保持就位。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述可动平板(44)通过第二弹簧(46)连接于所述触头保持架(26)；所述设备的特征还在于，在激励所述可动平板(44)从而驱使所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，所述可动平板(44)能够在所述第二弹簧(46)上施力从而使所述可动触头保持架(26)移动到其第二位置。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二弹簧(46)是预加应力弹簧，在激励所述可动平板(44)从而驱动所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，该弹簧能够在与所述可动平板(44)的运动相反的方向上、在所述可动平板(44)上施力。
10.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，故障检测构件(16)包括用于比较测量值和预定阈值(S1、S2)的比较装置(32)；所述设备的特征还在于，在激励所述可动平板(44)从而使所述触头保持架(26)从其第一位置移动到其第二位置期间，当所述传感器(30)所测得的值大于所述预定阈值(S1)时，所述检测构件(16)能够检测到故障。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，在激励所述可动平板(44)从而驱动所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间：
-当所述传感器(30)所测得的值大于所述预定阈值(S1)达到第一预定时间段(T1)时，所述检测构件(16)能够检测到至少一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(20)之间的故障或失灵，所述第一预定时间段(T1)包含在预定时间间隔(I1)内，
-在激励所述平板(44)的运动从而驱动所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，当所述传感器(30)所测得的值大于所述预定阈值(S1)达到第二预定时间段(T2)时，所述检测构件(16)能够检测到在至少一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(20)之间的结合，所述结合对应于其中一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(20)之间的第二联接的存在，所述第二联结的断开强度大于施加在所述可动触头上的最大力，其中所述第二预定时间段(T2)大于所述时间间隔(I1)的最大值。
12.根据权利要去1或2所述的设备，其特征在于，所述检测构件(16)包括计算元件，在激励所述平板(44)的运动从而驱动所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，该计算元件能够基于所述测量值确定在至少一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(20)之间的结合之前、所述可动触头(20)的开-闭循环的估计数量，所述结合对应于在其中一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(20)之间的第二联接的存在，所述第二联接的断开强度大于施加在所述可动触头上的最大力。
13.一种用于检测开关设备(10)中故障的检测方法，所述开关设备包括：
-至少一对固定触头(18)以及用于这对固定触头(18)或每对固定触头(18)的可动触头(20)，所述可动触头在关闭位置和打开位置之间可动，所述固定触头(18)在所述可动触头(20)的关闭位置经由所述可动触头(20)而彼此电连接并且在所述可动触头(20)的打开位置彼此电绝缘，
-触头保持架(26)，能够将所述可动触头(20)或每个可动触头(20)保持就位，所述触头保持架(26)在与所述可动触头(20)或每个可动触头(20)的关闭位置对应的第一位置以及与所述可动触头(20)或每个可动触头(20)的打开位置对应的第二位置之间沿着垂直方向(Z)可动，以及
-致动器(14)，能够激励所述触头保持架(26)在其第一位置和第二位置之间的平移运动，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-通过所述致动器(14)激励(100)平板(44)的运动，所述设备(10)包括能够在可动触头保持架(26)上施力的所述平板(44)，所述平板(44)驱动所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动，所述平板(44)相对于所述可动触头保持架(26)可动，
-在所述触头保持架(26)从其第一位置到其第二位置的平移运动期间，测量(102)所述平板(44)相对于所述可动触头保持架(26)沿着所述垂直方向(Z)的运动，以及
-基于测量步骤(102)期间所测的至少一个值检测(106)开关设备中的故障。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在检测步骤(106)期间，检测构件(16)检测在至少一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(26)之间的至少一个微结合的存在，所述微结合对应于所述开关设备中的失灵并且对应于在其中一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(16)之间的第一联接的存在，所述第一联接的断开强度小于或等于激励步骤(100)期间施加在所述可动触头(20)上的最大力。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在测量步骤(102)之后，所述方法包括以下步骤：
-将所述测量步骤(102)期间所测的值传送(104)给用于检测故障的检测构件(16)，以及
在检测步骤(106)期间，如果测量值大于预定阈值(S1)，则检测构件(16)检测到故障，
并且在所述检测步骤(106)之后，所述检测构件(16)执行以下步骤：
-发送(108)用于指示操作者在至少一个所述固定触头(18)和相应的可动触头(20)之间是否已检测到故障或失灵的信息。
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