CN110783117A - 检测开关单元中不充分接触压力的方法和实现该方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测电气开关单元的两个触点之间的不充分接触压力的方法，单元包括在用于控制开关单元的机构闭合之后对该机构复位的装置，复位装置包括在通过控制机构不完全闭合的情况下并且在执行之前复位或者在不包括任何磨损的不完全闭合的情况下能够完成控制机构的闭合操纵的电动机，不充分接触压力是由所述机构、运动链、电动机、涉及压缩闭合弹簧的部件中的磨损引起的。该方法包括通过分析电动机随时间消耗的电流的包络曲线来检测电动机是否完成闭合和/或复位转矩是否对应于称为正常复位转矩的复位转矩，以在控制机构的闭合操纵之后执行复位，并且如果电动机完成闭合，则推断磨损是由机构、运动链或甚至电动机中的磨损引起的。

Description

检测开关单元中不充分接触压力的方法和实现该方法的装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测电气开关单元的两个触点之间的不充分接触压力的方法，所述单元包括在用于控制开关单元的机构闭合之后对该机构复位的装置，所述装置包括用于压缩闭合弹簧的装置，所述闭合弹簧旨在将用于控制所述单元的机构带到其准备闭合的位置，所述复位装置还包括在通过所述控制机构不完全闭合的情况下并且在执行之前复位或者在不包括任何磨损(例如在导致油脂冻结的低温时段)的不完全闭合的情况下能够完成控制机构的闭合操纵的电动机，所述不充分接触压力是由所述机构、运动链、电动机、涉及压缩闭合弹簧的部件中的磨损引起的。
本发明还涉及一种用于实施该方法的检测装置以及一种包括这种装置的开关单元，比如断路器。
背景技术
已知一种用于操纵断路器的装置，比如在文献EP0221430中公开的装置，其允许执行快速循环以打开、闭合和重新打开断路器，通常称为OCO，该断路器包括一组固定触点和一组可动触点、用于连接到所述一组可动触点的操纵杆、第一弹簧(当膨胀时，其在与断路器的打开相对应的方向上将移动传递到杆)、第二弹簧(当膨胀时，其在与断路器的闭合相对应的方向上将移动传递到杆)，所述装置包括用于确保第二弹簧的膨胀导致第一弹簧的复位的装置，每个所述弹簧连接到可控锁定部件。
在这种断路器中，控制机构总是必须在闭合后复位。
这些单元可能会经历各种现象，比如非常频繁使用、腐蚀、低温使用等。这些情况会导致单元老化，特别是机构、运动链、电动机或特别是用于压缩闭合弹簧的部件的磨损。
机械、运动链或低温使用中的这种磨损将导致在闭合单元的操作期间单元的触点不完全闭合。这种不完全闭合导致真空管且更广泛地是开关部件中的部分接触压力。
当机构是OCO凸轮类型时，即允许在打开单元后执行单元的快速闭合(0.3秒)的机构，其中所述机构包括位于连接到闭合弹簧的轴和连接到驱动可动触点的运动链部件的轴之间的凸轮传动装置，并且当机构的闭合不完全时，在闭合之后的复位期间由电动机完成该闭合。当在标称电流下执行这种闭合时，这不会造成问题。如果电流较高，则在由电动机完成闭合之前存在这种部分接触压力会导致过热甚至破坏(如果电流水平达到允许的短持续时间水平或者如果存在短路的话)。
当不通过电动机执行复位时，即使在标称电流下的闭合期间也会发生由不完全闭合引起的上述问题。
重要的是检测上述磨损和不完全闭合，因为这用于指示需要进行维护和/或更好地保护单元免受环境条件的影响。
已知开关单元包括用于提供与可动触点的实际路径有关的信息的装置，这允许检测触点中存在的磨损以及要原地传送的信息，特别是通过光信号装置，或通过电信号远程传送的信息。然而，这些装置不允许检测上述磨损和触点的不完全闭合。
发明内容
本发明克服了这些问题并提出了一种用于检测机构、运动链、电动机或用于压缩闭合弹簧的部件中的磨损以及不完全闭合的方法，所述方法允许在机构、运动链中的磨损、不包括任何磨损的不完全闭合与电动机或用于压缩闭合弹簧的机构的特定部件中的磨损之间进行区分。
本发明的另一个目的是一种用于实施该方法的装置以及一种包括这种装置的电气开关单元。
为此，本发明的目的是一种用于检测上述类型的电气开关单元的两个触点之间的不充分接触压力的方法，所述方法的特征在于它包括通过分析电动机随时间消耗的电流的包络曲线来检测电动机是否完成闭合和/或复位转矩是否对应于称为正常复位转矩的复位转矩，以在控制机构的闭合操纵之后执行复位，并且如果电动机完成闭合，则推断磨损是由所述机构、运动链或甚至电动机中的磨损引起的，和/或如果复位转矩对应于异常复位转矩，则推断磨损对应于电动机或甚至涉及压缩闭合弹簧的部件中的磨损。
根据一特定特征，如果电动机已完成闭合，则通过以下来对其检测，即通过分析电动机随时间消耗的电流的包络曲线，以在控制机构的闭合操纵之后执行复位，并且通过验证与对应于完全闭合的称为正常持续时间的电流持续时间相比该电流的持续时间是否增加，其中电流持续时间的这种增加是机构、运动链中的磨损的特征或不包括任何磨损的不完全闭合的特征。
应注意，运动链包括位于机构和触点之间的部件，并且部件将由机构提供的运动传递给可动触点。
根据另一特征，如果电动机遇到正常或特别高的复位转矩，则通过以下来对其检测，即通过分析电动机随时间消耗的电流的包络曲线，以在控制机构的闭合操纵之后完成复位，并且通过验证与对应于电动机中没有磨损且涉及压缩闭合弹簧的机构的特定部件中也没有磨损的情况的称为正常水平的电流水平相比电流水平是否增加。
根据另一特征，将用于复位操作的电动机消耗的电流的包络曲线与对应于当由控制机构执行的闭合完成时电动机消耗的电流的包络曲线的称为标准曲线的电流的包络曲线进行比较，从而推断出闭合是否已经完成。
根据另一特征，限定通过电动机的电流的持续时间范围，并且对于在该范围内的任何电流持续时间，推断出存在正常操作而在电动机中并且在用于压缩闭合弹簧的机构的特定部件中没有磨损。
根据另一特征，限定由两个称为端曲线的电流的包络曲线界定的包络线，并且位于这两个包络曲线之间的该包络线内的电流的任何包络曲线表示电动机和涉及压缩闭合弹簧的部件的正常操作。
本发明的另一目的是一种用于实施包括单独或组合的前述特征的方法的检测装置，所述装置的特征在于它包括连接到用于为电动机供电的装置的电流检测装置，以及能够将由用于复位的电动机随时间所消耗的电流的包络曲线与对应于由控制机构执行的完全闭合和/或正常复位转矩的称为正常曲线的电流的包络曲线进行比较的处理算法。
根据另一特征，该装置包括连接到用于为电动机供电的装置的电流检测装置，以及能够将由用于复位的电动机随时间所消耗的电流的包络曲线与上述两个端包络曲线和/或与上述的正常持续时间范围进行比较并且能够确定所消耗的电流的该包络曲线是否在上述包络线内或甚至在其外或者甚至电流持续时间是否在该范围之内或之外的处理算法。
根据另一特征，上述的复位装置包括用于将闭合能量存储在控制机构中的装置。
根据另一特征，该装置包括用于本地或远程地指示检测到上述磨损状况之一的装置。
本发明的另一目的是一种电气开关单元，所述单元的特征在于，它包括的检测装置包含单独或组合的上述特征。
根据另一特征，该单元是OCO型的断路器，包括用于复位断路器的控制机构的装置，所述装置能够在闭合操纵之后将机构返回到其准备闭合的位置。
附图说明
然而，本发明的其他优点和特征将从以下参考附图的详细描述中变得更加清楚，附图仅通过示例的方式提供，其中：
-图1至图3是三个图形表示，示出了表示基于复位持续时间在复位期间电动机消耗的电流的曲线；
-图1是包络曲线，示出了在开关单元的正常操作期间，基于复位持续时间在复位期间电动机消耗的电流；
-图2示出了两条曲线，其中一条曲线对应于单元的正常操作，另一条曲线对应于单元触点的不完全闭合；以及
-图3示出了两条曲线，其中一条曲线对应于正常操作，另一条曲线对应于高复位转矩。
具体实施方式
图1示出了表示电动机所消耗的电流的包络线，所述电动机用于基于该复位的持续时间来执行用于控制开关单元(比如中压断路器)的触点的机构的复位。
更具体地，这些复位装置包括用于将闭合能量存储在控制机构中的装置，以便将该控制机构带到准备闭合单元触点的位置。有利地，这些复位装置包括闭合弹簧。
在图2中，第一曲线1对应于在开关单元内没有任何磨损的正常操作，而第二曲线2对应于在机构、运动链中的磨损之后的单元触点的不完全闭合，或者甚至不包括任何磨损的单元触点的不完全闭合，比如在低温下使用后的不完全闭合。
如该图2所示，复位持续时间d2在对应于触点不完全闭合的第二曲线2的情况下高于对应于单元正常操作的第一曲线1的情况。
在图3中，曲线3对应于单元的正常操作，而曲线4对应于在电动机中或特别是在用于压缩闭合弹簧的机构的部件中表现出磨损的切换单元。因此可以看出，在曲线4中，电动机消耗的电流的最大水平n2高于曲线3中的水平n1。
在根据本发明的方法的第一实施例中，如图2所示，检测到不完全闭合，这是控制机构、开关单元的运动链中的磨损的特征，或甚至是比如在低温下使用之后不包括任何磨损的不完全闭合的特征，通过比较两条曲线1和2，并通过检测复位持续时间d2(其大于在装置的正常操作期间通常观察到的复位持续时间d1)。
根据本发明的方法的第二实施例(未示出)，定义两个复位电流持续时间值的范围或甚至间隔，并且将与分析的曲线相对应的复位持续时间d2与该范围或范畴进行比较。
类似地，如图3所示，通过比较两条曲线以及通过检测两个最大电流水平n1、n2之间的差异来检测异常高的复位转矩，这两条曲线分别一方面表示在单元的正常操作期间基于复位时间的复位电流和另一方面表示当电动机或特别是在用于压缩闭合弹簧的机构的部件中存在磨损时基于复位时间的复位电流。
根据未示出的另一实施例，限定了由两个电流包络曲线(称为端曲线)界定的包络线，并且在这两个包络曲线之间的该包络线内的任何电流包络曲线表示电动机和涉及压缩闭合弹簧的部件的正常操作。
根据本发明的特定实施例的检测装置包括连接到用于为电动机供电的装置的电流检测装置，以及处理算法，该处理算法能够随时间将用于复位操作的电动机消耗的电流的包络曲线与对应于单元的正常操作的包络曲线或甚至与上述的两个包络曲线进行比较，并且能够确定该消耗电流的包络曲线是否在上述包络线内或甚至在其外，或者甚至能够将复位持续时间与上述正常持续时间范围进行比较，并且能够确定该当前持续时间是否在该范围之内或之外。
因此，本发明允许检测断路器的任何不完全闭合操纵，其可以影响单元的性能和个人的安全性。
当然，本发明不限于这里描述和示出的实施例，这些实施例仅作为示例提供。
相反，本发明包括本文所述装置的所有技术等同物以及它们的组合，前提是它们是根据本发明的精神生产的。

Claims (12)

1.一种用于检测电气开关单元的两个触点之间的不充分接触压力的方法，所述单元包括在用于控制开关单元的机构闭合之后对该机构复位的装置，所述复位装置包括用于压缩闭合弹簧的装置，所述闭合弹簧旨在将用于控制所述单元的机构带到其准备闭合的位置，所述复位装置还包括在通过所述控制机构不完全闭合的情况下并且在执行之前复位或者在不包括任何磨损的不完全闭合的情况下能够完成控制机构的闭合操纵的电动机，所述不充分接触压力是由所述机构、运动链、电动机、涉及压缩闭合弹簧的部件中的磨损引起的，
其特征在于，其包括通过分析电动机随时间消耗的电流(2、4)的包络曲线来检测电动机是否完成闭合和/或复位转矩是否对应于称为正常复位转矩的复位转矩，以在控制机构的闭合操纵之后执行复位，并且如果电动机完成闭合，则推断磨损是由所述机构、运动链或甚至电动机中的磨损引起的，和/或如果复位转矩对应于异常复位转矩，则推断磨损对应于电动机或甚至涉及压缩闭合弹簧的部件中的磨损。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，如果电动机已完成闭合，则通过以下来对其检测，即通过分析电动机随时间消耗的电流(2)的包络曲线，以在控制机构的闭合操纵之后执行复位，并且通过验证与对应于完全闭合的称为正常持续时间(d1)的电流持续时间相比该电流的持续时间(d2)是否增加，其中电流持续时间的这种增加是所述机构、运动链中的磨损的特征或不包括任何磨损的不完全闭合的特征。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，如果电动机遇到正常或特别高的复位转矩，则通过以下来对其检测，即通过分析电动机随时间消耗的电流(4)的包络曲线，以在控制机构的闭合操纵之后完成复位，并且通过验证与对应于电动机中没有磨损且涉及压缩闭合弹簧的机构的特定部件中也没有磨损的情况的称为正常水平的电流水平n1相比电流水平n2是否增加。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，将用于复位操作的电动机消耗的电流(2)的包络曲线与对应于当由控制机构执行的闭合完成时电动机消耗的电流的包络曲线的称为标准曲线的电流(1)的包络曲线进行比较，从而推断出闭合是否已经完成。
5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，限定通过电动机的电流的持续时间范围，并且对于在该范围内的任何电流持续时间，推断出存在正常操作而在电动机中并且在用于压缩闭合弹簧的机构的特定部件中没有磨损。
6.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，限定由两个称为端曲线的电流的包络曲线界定的包络线，并且位于这两个包络曲线之间的该包络线内的电流的任何包络曲线表示电动机和涉及压缩闭合弹簧的部件的正常操作。
7.一种用于实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法的检测装置，其特征在于，它包括连接到用于为电动机供电的装置的电流检测装置，以及能够将由用于复位的电动机随时间所消耗的电流的包络曲线与对应于由控制机构执行的完全闭合和/或正常复位转矩的称为正常曲线的电流的包络曲线进行比较的处理算法。
8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，它包括连接到用于为电动机供电的装置的电流检测装置，以及能够将由用于复位的电动机随时间所消耗的电流的包络曲线与上述两个端包络曲线和/或与上述的正常持续时间范围进行比较并且能够确定所消耗的电流的该包络曲线是否在上述包络线内或甚至在其外或者甚至电流持续时间是否在该范围之内或之外的处理算法。
9.根据权利要求7或8所述的检测装置，其特征在于，上述的复位装置包括用于将闭合能量存储在控制机构中的装置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的检测装置，其特征在于，它包括用于本地或远程地指示检测到上述磨损状况之一的装置。
11.一种电气开关单元，其特征在于，它包括根据权利要求7至10中任一项所述的检测装置。
12.根据权利要求11所述的电气开关单元，其特征在于，它是OCO型的断路器，包括用于复位所述断路器的控制机构的装置，所述装置能够在闭合操纵之后将所述机构返回到其准备闭合的位置。
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