CN114577452B - 开关触点的寿命预测方法、装置、电子设备和计算机介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种开关触点的寿命预测方法、装置、电子设备和计算机介质。所述开关触点的寿命预测方法应用于具有开关触点的电子设备;方法包括:采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流;计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。本申请中实现了开关触点寿命的准确预测。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备领域,具体涉及一种开关触点的寿命预测方法、装置、电子设备和计算机介质。
背景技术
电子设备中开关触点直接关系到设备运行的安全性,如果电子设备开关触点出现故障,容易引发安全事故,不仅会造成巨大的经济损失,更有可能危及人身安全,造成极其恶劣的社会影响。
近年来,随着计算机技术不断进步,采用数据采集分析实现对电子设备中开关触点进行监视已得到广泛应用;通过电子设备中开关触点数据分析,从而进行寿命预测变得到尤为重要,由于包含开关触点的电子设备种类较多,以抽屉式开关柜为例进行说明,例如,抽屉式开关柜内部包括连接进线和/或出线、塑壳断路器、数显表、互感器、抽屉等多个部件组成,如图1所示,抽屉式开关柜中进线和/或出线连接进线接插头、出线接插头(又以下称开关触点),开关触点是整个抽屉中最容易损坏的部件。开关触点的磨损按其产生的原因可分为机械磨损、化学磨损及电磨损;由于撞击及相对滑动等机械原因造成的磨损称为机械磨损;由于化学反应产生的表面膜逐渐剥落等原因造成的磨损称为化学磨损;由于液桥、电弧及火花等电的原因造成的磨损称为电磨损;根据抽屉式开关柜的开关触点磨损情况,可以对抽屉式开关柜的开关触点寿命进行预测,当前抽屉式开关柜中开关触点的磨损量评估不准确,因而不可以准确地对开关触点的寿命进行预测。
发明内容
本申请提供一种开关触点的寿命预测方法、装置、电子设备和计算机介质,以解决现有技术中电子设备中开关触点的磨损量评估不准确,不可以准确地预测开关触点寿命的技术问题。
一方面,本申请提供一种开关触点的寿命预测方法,所述开关触点的寿命预测方法应用于具有开关触点的电子设备;
所述开关触点的寿命预测方法包括:
采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流;
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
在一些可能的实现方式中,所述采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流之后,所述方法包括:
将所述工作电流与预设电流极限阈值进行比较;
若所述工作电流大于所述预设电流极限阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述工作电流小于或等于所述预设电流极限阈值,则执行所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数的步骤。
在一些可能的实现方式中,所述将所述工作电流与预设电流极限阈值进行比较之前,所述方法包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
根据所述触点温升和所述温升系数计算所述插件的安全运行电流,将所述安全运行电流与预设的电流调节因子的乘积作为预设电流极限阈值。
在一些可能的实现方式中,所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数,包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升;
获取按照预设时间间隔采集的通过所述插件的工作电流,根据各所述工作电流计算平均工作电流;
若所述平均工作电流高于预设温升电流阈值,则计算所述触点温升和所述工作电流的平方的比值,将所述比值作为温升系数。
在一些可能的实现方式中,所述获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值,包括:
在所述开关触点断开断电时,则获取所述开关触点断开前最后一个目标温升系数;
在所述开关触点连接上电时,采集新的工作电流、新的触点温度和新的环境温度;
计算所述新的触点温度和所述新的环境温度之间的更新触点温升,根据所述更新触点温升和所述新的工作电流计算获得更新温升系数;
计算所述更新温升系数与所述目标温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点机械磨损的磨损阈值。
在一些可能的实现方式中,所述将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示之前,所述方法包括:
获取所述开关触点插拔操作机械磨损产生的预设数量的磨损阈值,将各所述磨损阈值累加后取平均,获得机械磨损平均值;
将所述机械磨损平均值乘以预设的第一调节因子,获得所述开关触点机械磨损的预设阈值。
在一些可能的实现方式中,所述获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值,包括:
获取预设时间段中的至少两个温升系数,删除至少两个温升系数中所述开关触点上电时的第一个温升系数,获得温升系数序列;
计算所述温升系数序列中相邻两个温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点化学磨损的磨损阈值。
在一些可能的实现方式中,所述将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示之前,所述方法包括:
将预设次数各所述开关触点化学磨损的磨损阈值累加后平均,获得化学磨损平均值;
将所述化学磨损平均值乘以预设的第二调节因子,获得所述开关触点化学磨损的预设阈值。
在一些可能的实现方式中,所述将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示,包括:
将所述开关触点机械磨损的磨损阈值与所述开关触点机械磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点机械磨损的磨损阈值超过所述开关触点机械磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;或,
将所述开关触点化学磨损的磨损阈值与所述开关触点化学磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点化学磨损的磨损阈值超过所述开关触点化学磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示。
在一些可能的实现方式中,所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数,包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,将所述触点温升与预设温升进行比对;
若所述触点温升大于所述预设温升,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述触点温升小于或等于所述预设温升,则根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数。
在一些可能的实现方式中,所述电子设备为抽屉开关柜,所述采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流之前,所述方法包括:
采集抽屉开关柜的开关次数,将所述开关次数与预设开关次数进行比较;
若所述开关次数大于所述预设开关次数,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述开关次数小于或等于所述预设开关次数,则采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流。
另一方面,本申请提供一种开关触点的寿命预测装置,所述开关触点的寿命预测装置设置于具有开关触点的电子设备;
所述开关触点的寿命预测装置包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;
所述电流采样模块采集通过所述开关触点的工作电流,所述触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,所述环境温度采样模块采集电子设备内部的环境温度;
所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
系数计算模块,用于计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
阈值确定模块,用于获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
比对提示模块,用于将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
另一方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备具有开关触点,所述电子设备设置有一个或多个处理器、存储器、开关触点的寿命预测装置以及一个或多个应用程序;
所述开关触点的寿命预测装置包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;
所述电流采样模块采集通过所述开关触点的工作电流,所述触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,所述环境温度采样模块采集电子设备内部的环境温度;
所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中,并配置为由所述处理器执行以实现上所述的开关触点的寿命预测方法中的步骤。
另一方面,本申请提供一种计算机介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器进行加载,以执行上述的开关触点的寿命预测方法中的步骤。
本申请提供的开关触点的寿命预测方法、装置、电子设备和计算机介质,所述开关触点的寿命预测方法应用于具有开关触点的电子设备;本申请实施例中的方法包括:采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流;计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。本申请实施例基于触点温升和工作电流推导出温升系数,温升系数涵盖开关触点阻抗和现场安装的散热环境因素;基于已得出温升系数,分析获得表征开关触点的机械磨损和化学磨损的磨损阈值,将磨损阈值和预设阈值进行比较,实现了开关触点故障的准确预测,从而准确地预测电子设备中开关触点寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的抽屉式开关柜具体场景的示意图;
图2是本申请实施例提供的开关触点的寿命预测方法的场景示意图;
图3为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中产品故障率与时间的函数示意图;
图4为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例流程示意图;
图5为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中温升系数计算的流程示意图;
图6为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中电流极限判断的流程示意图;
图7为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中抽屉开关柜开关次数判断的流程示意图;
图8是本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中寿命预测框架的具体场景示意图
图9是本申请实施例中提供的开关触点的寿命预测装置的一个实施例结构示意图;
图10是本申请实施例中提供的电子设备的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请,给出了以下描述。在以下描述中,为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认识到,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中,不会对公知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此,本申请并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
本申请实施例中提供一种开关触点的寿命预测方法、装置、电子设备及计算机介质,以下分别进行详细说明。
本申请实施例中的开关触点的寿命预测方法应用于开关触点的寿命预测装置,开关触点的寿命预测装置设置于电子设备,电子设备中设置有一个或多个处理器、存储器,以及一个或多个应用程序,其中一个或多个应用程序被存储于存储器中,并配置为由处理器执行以实现开关触点的寿命预测方法。
如图2所示,图2为本申请实施例开关触点的寿命预测方法的场景示意图,本申请实施例中开关触点的寿命预测场景中包括电子设备100,电子设备100中集成有开关触点的寿命预测装置,运行开关触点的寿命预测对应的计算机介质,以执行开关触点的寿命预测的步骤。
可以理解的是,图2所示开关触点的寿命预测方法的具体应用场景中的电子设备,或者电子设备中包含的装置并不构成对本申请实施例的限制,即,开关触点的寿命预测方法的具体应用场景中包含的设备数量、设备种类,或者各个设备中包含的装置数量、装置种类不影响本申请实施例中技术方案整体实现,均可以算作本申请实施例要求保护技术方案的等效替换或衍生。
本申请实施例中电子设备100上设置有连接进线和/或出线的插件,具有开关触点的电子设备,电子设备100主要用于:采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流;计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
本申请实施例中该电子设备100可以是独立的电子设备,也可以是电子设备组成电子设备网络或电子设备集群,例如,本申请实施例中所描述的电子设备100,其包括但不限于断路器、抽屉式开关柜。
本领域技术人员可以理解,图2中示出的应用环境,仅仅是与本申请方案一种应用场景,并不构成对本申请方案应用场景的限定,其他的应用环境还可以包括比图2中所示更多或更少的电子设备,例如图2中仅示出1个电子设备,可以理解的,该开关触点的寿命预测方法的具体应用场景还可以包括一个或多个其他电子设备,具体此处不作限定;该电子设备100中还可以包括存储器。
此外,本申请开关触点的寿命预测方法的具体应用场景中电子设备100可以设置显示装置,或者电子设备100中不设置显示装置与外接的显示装置200通讯连接,显示装置200用于输出电子设备中开关触点的寿命预测方法执行的结果。电子设备100可以访问后台数据库300(后台数据库可以是抽屉式开关柜的本地存储器中,后台数据库还可以设置在云端),后台数据库300中保存有开关触点的寿命预测相关的信息。
需要说明的是,图2所示的开关触点的寿命预测方法的场景示意图仅仅是一个示例,本申请实施例描述的开关触点的寿命预测方法的具体应用场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定。
基于上述开关触点的寿命预测方法的具体应用场景,提出了开关触点的寿命预测方法的实施例。
在本申请开关触点的寿命预测方法执行之前对产品(开关触点)故障率的发生时间进行简单说明,即,实践证明大多数设备的故障率是时间的函数,典型故障曲线称之为浴盆曲线(Bathtub curve,失效率曲线),如图3所示,图3为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中产品故障率与时间的函数示意图。如图3所示浴盆曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内,其可靠性的变化呈现一定的规律。如果取产品的失效率作为产品的可靠性特征值,它是以使用时间为横坐标,以失效率为纵坐标的一条曲线,曲线的形状呈两头高,中间低,有些像浴盆,所以称为“浴盆曲线”,曲线具有明显的阶段性,失效率随使用时间变化分为三个阶段:早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。
第一阶段是早期失效期(Infant Mortality):表明产品在开始使用时,失效率很高,但随着产品工作时间的增加,失效率迅速降低,这一阶段失效的原因大多是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。为了缩短这一阶段的时间,产品应在投入运行前进行试运转,以便及早发现、修正和排除故障;或通过试验进行筛选,剔除不合格品。
第二阶段是偶然失效期,也称随机失效期(Random Failures):这一阶段的特点是失效率较低,且较稳定,往往可近似看作常数,产品可靠性指标所描述的就是这个时期,这一时期是产品的良好使用阶段,偶然失效主要原因是质量缺陷、材料弱点、环境和使用不当等因素引起。
第三阶段是耗损失效期(Wearout):该阶段的失效率随时间的延长而急速增加,主要由磨损、疲劳、老化和耗损等原因造成。
本申请技术方案中采用不同的故障分析策略和开关触点工作的相关参数,对开关触点早期失效期、偶然失效期和耗损失效期进行分析,以确定开关触点故障情况,本申请实施例中的技术方案中根据触点温升和工作电流,实现早期失效期的故障判断;根据触点温升和工作电流推导出温升系数,温升系数涵盖开关触点阻抗和现场安装的散热环境因素,基于已得出温升系数,分析获得表征开关触点的机械磨损和化学磨损的磨损阈值,实现偶然失效期的故障判断;然后根据偶然失效期获取的正常的机械磨损的磨损阈值和化学磨损的磨损阈值,判断是否进入了耗损失效期,若已进入耗损失效期,输出开关触点的寿命预测提示提醒用户需更换开关触点或者抽屉。
参照图4,图4为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例流程示意图,在本实施例中开关触点的寿命预测方法包括步骤201-204:
201,采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流。
本实施例中的开关触点的寿命预测方法应用于具有开关触点的电子设备,例如,电子设备可以是断路器、交流接触器和抽屉式开关柜,本申请实施例中以抽屉式开关柜为例进行说明,抽屉式开关柜上设置有连接进线和/或出线的插件,插件连接开关触点,插件与开关触点的连接点称为触点。
抽屉式开关柜包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;电流采样模块采集通过插件的工作电流,触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,环境温度采样模块采集抽屉式开关柜内部的环境温度。
202,计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数。
抽屉式开关柜计算触点温度和环境温度之间的触点温升,触点温升的变化情况可以准确表征机械磨损、化学磨损及其他磨损,本申请实施例中进一步地采用温升系数表征触点温升的变化情况,抽屉式开关柜根据触点温升和工作电流计算获得温升系数,具体地:
根据《低压电器设计》触点温升公式,计算触点温升;
其中,ΔT表示触点温升(℃);
I表示为工作电流(A);
ρ表示为抽屉式开关柜中导电板表面的传输系数(Ω.m);
KT表示为抽屉式开关柜中导电板表面的传热系数[W/(m2.K)];
p表示抽屉式开关柜中导电板的长度(m);
S表示抽屉式开关柜中导电板的横截面积(m2)。
当抽屉式开关柜投入运行后,在运行现场环境不改变的情况下,KT导电板表面的传热系数为定值;
会随着机械磨损和化学磨损的影响而出现退化。
若(/>简称温升系数)超过了正常磨损的速度,则说明开关触点寿命已经接近设计寿命。上述公式变为:
从公式(3)推导出如下结论,通过测量触头温升和工作电流,可以计算出温升系数ΔTK。
因实际通过开关触点电流I为随时间变化量,故对I2求积分求平均值,公式(3)变为公式(4):
本申请实施例中计算触点温度和环境温度之间的触点温升,抽屉式开关柜根据触点温升和工作电流计算获得温升系数,以通过温升系数评估开关触点磨损情况,具体地:
203,获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值。
本申请实施例中抽屉式开关柜可以间隔性地采集触点位置处的触点温度,采集抽屉式开关柜内部的环境温度,采集通过插件的工作电流,以计算多个温升系数。抽屉式开关柜获取至少两个温升系数,抽屉式开关柜处理各温升系数获得开关触点的磨损阈值,其中,磨损阈值是用于表征开关触点磨损情况的值,本实施例中的磨损阈值包括机械磨损的磨损阈值和化学磨损的磨损阈值,磨损阈值种类不同计算方式不同,本实施例中具体给出了计算机械磨损和化学磨损两种磨损的阈值,具体地:
抽屉式开关柜计算机械磨损的磨损阈值步骤,包括:
(1)、在所述开关触点断开断电时,则获取所述开关触点断开前最后一个目标温升系数;
(2)、在所述开关触点连接上电时,采集新的工作电流、新的触点温度和新的环境温度;
(3)、计算所述新的触点温度和所述新的环境温度之间的更新触点温升,根据所述更新触点温升和所述新的工作电流计算获得更新温升系数;
(4)、计算所述更新温升系数与所述目标温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点机械磨损的磨损阈值。
即,机械磨损是指开关触点插拔操作导致的磨损,抽屉式开关柜在开关触点断开断电时,则获取开关触点断开前最后一个目标温升系数;抽屉式开关柜在开关触点连接上电时,采集新的工作电流、新的触点温度和新的环境温度;抽屉式开关柜计算新的触点温度和新的环境温度之间的更新触点温升,抽屉式开关柜根据更新触点温升和新的工作电流计算获得更新温升系数;抽屉式开关柜计算更新温升系数与目标温升系数的系数差值,抽屉式开关柜将系数差值作为开关触点机械磨损的磨损阈值。
抽屉式开关柜计算化学磨损的磨损阈值的步骤,包括:
(1)、获取预设时间段中的至少两个温升系数,删除至少两个温升系数中所述开关触点上电时的第一个温升系数,获得温升系数序列;
(2)、计算所述温升系数序列中相邻两个温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点化学磨损的磨损阈值。
即,化学磨损是指化学反应产生的表面膜逐渐剥落等原因造成的磨损,化学磨损是个时间累积产生的,抽屉式开关柜获取预设时间段中的至少两个温升系数,预设时间段可以根据具体场景设置,例如,设置为1小时,抽屉式开关柜删除至少两个温升系数中开关触点上电时的第一个温升系数,获得温升系数序列;抽屉式开关柜计算温升系数序列中相邻两个温升系数的系数差值,化学磨损将系数差值作为开关触点化学磨损的磨损阈值。
204,将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
抽屉式开关柜获得磨损阈值之后,抽屉式开关柜将磨损阈值与预设阈值进行比对,其中,预设阈值是指预先通过大量数据分析生成的阈值,本实施例中给出了两种预设阈值的生成方式,包括:
抽屉式开关柜中设置机械磨损的预设阈值的步骤,包括:
(1)、获取所述开关触点插拔操作机械磨损产生的预设数量的磨损阈值,将各所述磨损阈值累加后取平均,获得机械磨损平均值;
(2)、将所述机械磨损平均值乘以预设的第一调节因子,获得所述开关触点机械磨损的预设阈值。
抽屉式开关柜获取开关触点插拔操作机械磨损产生的预设数量的磨损阈值,预设数量可以根据具体场景设置,例如预设数量设置为30次,抽屉式开关柜将各磨损阈值累加后取平均,获得机械磨损平均值;抽屉式开关柜将机械磨损平均值乘以预设的第一调节因子,预设的第一调节因子是指预先设置的调节系数,例如,预设的第一调节因子设置为3,获得开关触点机械磨损的预设阈值。
例如,机械磨损的预设阈值生成步骤,包括:(1)、如果开关触点发生了插拔,则记录开关触点断开前最后一次计算出来的温升系数;(2)、待上电后获取一次最新的温升系数;(3)、用最新的温升系数减去开关触点断开前最后一次计算出来的温升系数,则记录为机械磨损的磨损阈值Abrase_M(1...n)(第1....n分别对应插拔);(4)、计算最近30次的机械磨损的磨损阈值的平均值乘于系数K(例如K=3)作为机械磨损的磨损阈值的预设阈值Abrase_M_Limit;(5)回到第(1)步,从而得出更新后的Abrase_M_Limit。
抽屉式开关柜设置化学磨损的预设阈值的步骤,包括:
(1)、将预设次数各所述开关触点化学磨损的磨损阈值累加后平均,获得化学磨损平均值;
(2)、将所述化学磨损平均值乘以预设的第二调节因子,获得所述开关触点化学磨损的预设阈值。
抽屉式开关柜将预设次数各开关触点化学磨损的磨损阈值累加后平均,获得化学磨损平均值;其中,预设次数是指化学磨损积累的次数,可以根据具体场景设置,例如,预设次数设置为30次;抽屉式开关柜将化学磨损平均值乘以预设的第二调节因子,获得开关触点化学磨损的预设阈值,其中,预设的第二调节因子是指预先设置的调节系数,例如,预设的第二调节因子设置为2。
例如,化学磨损的预设阈值生成步骤:(1)、上电后,获取计算的温升系数ΔTK_AVG(2...n),因第1次大多数情况下为机械磨损,因此处剔除了第1次获取的温升系数;(2)、化学磨损的磨损阈值为Abrase_C(i)=ΔTK_AVG(i)-ΔTK_AVG(i-1);(3)、计算最近30次的化学磨损的磨损阈值的平均值乘于系数K作为化学磨损的磨损阈值的判断阈值Abrase_C_Limit;(4)、回到第(1)步,从而得出新的Abrase_C_Limit。
抽屉式开关柜计算得到预设阈值之后,抽屉式开关柜将磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示,具体地,包括:
(1)、将所述开关触点机械磨损的磨损阈值与所述开关触点机械磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点机械磨损的磨损阈值超过所述开关触点机械磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;或,
(2)、将所述开关触点化学磨损的磨损阈值与所述开关触点化学磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点化学磨损的磨损阈值超过所述开关触点化学磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示。
本申请实施例基于触点温升和工作电流推导出温升系数,温升系数涵盖开关触点阻抗和现场安装的散热环境因素;基于已得出温升系数,分析获得表征开关触点的机械磨损和化学磨损的磨损阈值,将磨损阈值和预设阈值进行比较,从而对偶然失效期的故障检测,实现了开关触点故障的准确预测,从而准确地预测开关触点寿命。
参照图5,图5为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中温升系数计算的流程示意图,该开关触点的寿命预测方法包括步骤301-303:
301,计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升;
302,获取按照预设时间间隔采集的通过所述插件的工作电流,根据各所述工作电流计算平均工作电流;
303,若所述平均工作电流高于预设温升电流阈值,则计算所述触点温升和所述工作电流的平方的比值,将所述比值作为温升系数。
抽屉式开关柜计算触点温度和环境温度之间的触点温升;抽屉式开关柜获取按照预设时间间隔采集的通过插件的工作电流,其中,预设时间间隔设置为2s,抽屉式开关柜根据各工作电流计算平均工作电流;抽屉式开关柜将平均工作电流与预设温升电流阈值进行比较,其中,预设温升电流阈值是指开关触点正常工作的电流值,例如预设温升电流阈值设置为5A,若平均工作电流不高于预设温升电流阈值,则说明抽屉式开关柜温升刚开始数量不准确;若平均工作电流高于预设温升电流阈值,则说明抽屉式开关柜进行稳定温升阶段,计算所述触点温升和所述工作电流的平方的比值,将比值作为温升系数。
例如,抽屉式开关柜分析大量数量获得温升系数ΔTK的骤如下:(1)通过数据采集单元获取环境温度、触点温度并计算出(=触点温度-环境温度);(2)通过数据采集单元每2s获取一次电流;并计算1分钟平均电流IAVG;(3)如果出现连续5分钟IAVG超过5A,则记录当前时刻为t0,并进入温升累计阶段;如果出现连续5分钟IAVG低于5A,则跳转到第(1)步;(4)如果(当前时刻-t0)大于30分钟,则认为已经进入温升稳定阶段,并记录当前时刻为t1;(5)从温升稳定阶段开始,每2s计算一次的瞬时温升系数ΔTK,并对瞬时温升系数ΔTK进行累加;(6)如果(当前时刻-t1)大于60分钟,则计算出最近60分钟温升系数的平均值,记录为ΔTK_AVG(1);(7)跳转到第(1)步,不断获取新的温升系数,并记录为ΔTK_AVG(2...n)。
本申请实施例中获取按照预设时间间隔采集的通过插件的工作电流,根据各工作电流计算平均工作电流;若平均工作电流高于预设温升电流阈值,则说明设备处于正常工作状态,此时计算抽屉式开关柜获得的温升系数更加准确,最终以准确地判断磨损阈值,以实现准确的开关触点的寿命预测。
参照图6,图6为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中电流极限判断的流程示意图,该开关触点的寿命预测方法包括步骤401-403:
401,将所述工作电流与预设电流极限阈值进行比较;
402,若所述工作电流大于所述预设电流极限阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;
403,若所述工作电流小于或等于所述预设电流极限阈值,则执行所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数的步骤。
本实施例中抽屉式开关柜预设电流极限阈值,其中,预设电流极限阈值是指开关触点异常工作的电流值,例如预设电流极限阈值设置为15A,预设电流极限阈值大于预设温升电流阈值,本实施例中给出了预设电流极限阈值设置方式,包括:
(1)、计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
(2)、根据所述触点温升和所述温升系数计算所述插件的安全运行电流,将所述安全运行电流与预设的电流调节因子的乘积作为预设电流极限阈值。
即,抽屉式开关柜计算触点温度和环境温度之间的触点温升,抽屉式开关柜根据触点温升和工作电流计算获得温升系数;抽屉式开关柜根据触点温升和所述温升系数计算插件的安全运行电流,例如,通过最新的ΔTK_AVG,允许的温升电流上限,根据公式(3),反推出允许的安全运行电流为:抽屉式开关柜将安全运行电流与预设的电流调节因子的乘积作为预设电流极限阈值,其中预设的电流调节因子是指安全运行电流和极限电流的比值,例如,预设的电流调节因子可以设置为3。
抽屉式开关柜将工作电流与预设电流极限阈值进行比较,若工作电流大于预设电流极限阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;若工作电流小于或等于预设电流极限阈值,则执行计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数的步骤。
本实施例中抽屉式开关柜获取到工作电流之后,对工作电流进行判断,以排除开关触点温度过高导致的开关触点失效,实现了早期失效期的故障检测,在早期失效期之后,进一步地对计算磨损阈值,可以保证故障分析的全面性。
参照图7,图7为本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中抽屉开关柜开关次数判断的流程示意图,该开关触点的寿命预测方法包括步骤501-503:
501,采集抽屉开关柜的开关次数,将所述开关次数与预设开关次数进行比较;
502,若所述开关次数大于所述预设开关次数,则输出开关触点的寿命预测提示;
503,若所述开关次数小于或等于所述预设开关次数,则采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流。
采集抽屉开关柜的开关次数,抽屉开关柜将开关次数与预设开关次数进行比较;其中,预设开关次数是指抽屉开关柜的正常使用次数,预设开关次数可以根据抽屉开关柜的具体类型设置,例如,预设开关次数设置为3000次,若所述开关次数大于所述预设开关次数,则输出开关触点的寿命预测提示;若所述开关次数小于或等于所述预设开关次数,则采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流。
本申请实施例中对抽屉开关柜的开关次数进行监测,例如,若开关触点插拔次数超过了设置阈值(例如正常允许阈值是300次,极限允许阈值是1000次),则直接判断为开关触点失效提示更换开关触点。
可以理解的是,本申请各个实施例是为了理解方案从而将各个技术方案进行分解说明的,本申请实施例中步骤执行顺序不会限制本申请所申请保护的技术方案,本领域技术人员在本申请技术方案的基础上可以想到将技术方案的步骤进行调整,以实现开关触点寿命的预测,具体地,本申请实施例中给出一种调整本申请技术方案步骤的顺序,以进行开关触点的寿命预测的具体场景,如图8所示,图8是本申请实施例中开关触点的寿命预测方法的一个实施例中寿命预测框架的具体场景示意图,包括:
寿命预测框架由数据采集单元、机器学习单元、退化分析单元、超极限分析单元、结果判断单元组成。
抽屉式开关柜中的数据采集单元包括:电流采样模块、开关次数采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;电流采样模块用于采集通过进线或者出线插件的电流;开关次数采样模块用于采集抽屉式开关柜开关次数,等效于接插件的磨损次数;触点温度采样模块用于采集进线或者出线接插件触点位置的温度;环境温度采样模块用于采集抽屉内环境温度。
抽屉式开关柜中的机器学习单元:
机器学习获得温升系数ΔTK的骤如下:通过数据采集单元获取环境温度、触点温度并计算出ΔT(=触点温度-环境温度);通过数据采集单元每2s获取一次电流;并计算1分钟平均电流IAVG;如果出现连续5分钟IAVG超过5A,则记录当前时刻为t0,并进入温升累计阶段;如果出现连续5分钟IAVG低于5A,则跳转到第(1)步;如果(当前时刻-t0)大于30分钟,则认为已经进入温升稳定阶段,并记录当前时刻为t1;从温升稳定阶段开始,每2s计算一次的瞬时温升系数ΔTK,并对瞬时温升系数ΔTK进行累加得出;如果(当前时刻-t1)大于60分钟,则计算出最近60分钟温升系数的平均值,记录为ΔTK_AVG(1);跳转到第(1)步,不断获取新的温升系数,并记录为ΔTK_AVG(2...n)。
抽屉式开关柜中的退化分析单元:
机械磨损分析如果开关触点发生了插拔,则记录开关触点断开前最后一次计算出来的温升系数;(1)待上电后,通过机器学习单元获取一次最新的温升系数;(2)用最新的温升系数减去开关触点断开前最后一次计算出来的温升系数,则记录为机械磨损量Abrase_M(1...n)(第1....n分别对应插拔);(3)计算最近30次的机械磨损量的平均值乘于系数K(例如K=3)作为机械磨损量的判断阈值Abrase_M_Limit;(4)回到第(1)步,从而得出更新后的Abrase_M_Limit。
化学磨损分析(1)上电后,获取机器学习单元计算的ΔTK_AVG(2...n),因第1次大多数情况下为机械磨损,因此处剔除了第1次获取的温升系数;(2)化学磨损量为Abrase_C(i)=ΔTK_AVG(i)-ΔTK_AVG(i-1);(2)计算最近30次的化学磨损量的平均值乘于系数K作为化学磨损量的判断阈值Abrase_C_Limit;(4)回到第(1)步,从而得出新的Abrase_C_Limit。
抽屉式开关柜中的超极限分析单元:考虑到可能出现一些极端情况,远远超过了开关触点能够耐受的极限,或者存在早期失效导致温升异常则直接判断为不合格;
(1)若温升超过了设置阈值(例如180℃),则直接判定开关触点失效;
(2)若电流连续5分钟超过了设置阈值(比如大于允许值的5倍),则直接判断开关触点生效;
(3)若开关触点插拔次数超过了设置阈值(例如正常允许阈值是300次,极限允许阈值是1000次),则直接判断为开关触点失效。
抽屉式开关柜中的结果判断单元用于执行:
(1)若超极限分析单元判定已经超过极限,则直接判定开关触点失效;
(2)从获得第31次机械磨损量开始(前30次失效概率较低,目的为机器学习得到历史数据),如当前的机械磨损量超过了Abrase_M_Limit则直接判定开关触点失效;
(3)从获得第30次化学磨损量开始,如当前的化学磨损量超过了Abrase_C_Limit则直接判定开关触点失效;
(4)通过最新的ΔTK_AVG,允许的温升电流上限,根据反推出允许的安全运行电流。
本申请实施例中基于温升、电流推导出温升系数,温升系数涵盖开关触点阻抗和现场安装的散热环境因素;基于已得出温升系数,可以反向推到开关触点额定电流下的温升,如果温升超限则对用户进行预警;抽屉柜安装到现场后,通过机器学习前期的运行数据、并进行退化分析获得开关触点历史的机械磨损量、化学磨损量作为后续判定失效的依据,判断开关触点是否进入耗损失效期;超极限分析用于判断早期失效及极限异常的情况导致的失效。
如图9所示,图9是开关触点的寿命预测装置的一个实施例结构示意图。
为了更好实施本申请实施例中开关触点的寿命预测方法,在开关触点的寿命预测方法基础之上,本申请实施例中还提供一种开关触点的寿命预测装置,
所述开关触点的寿命预测装置设置于具有开关触点的电子设备;
所述开关触点的寿命预测装置包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;
所述电流采样模块采集通过所述开关触点的工作电流,所述触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,所述环境温度采样模块采集电子设备内部的环境温度;
所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
系数计算模块601,用于计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
阈值确定模块602,用于获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
比对提示模块603,用于将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
在本申请一些实施例中,所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
将所述工作电流与预设电流极限阈值进行比较;
若所述工作电流大于所述预设电流极限阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述工作电流小于或等于所述预设电流极限阈值,则执行所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数的步骤。
在本申请一些实施例中,所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
根据所述触点温升和所述温升系数计算所述插件的安全运行电流,将所述安全运行电流与预设的电流调节因子的乘积作为预设电流极限阈值。
在本申请一些实施例中,所述系数计算模块601,包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升;
获取按照预设时间间隔采集的通过所述插件的工作电流,根据各所述工作电流计算平均工作电流;
若所述平均工作电流高于预设温升电流阈值,则计算所述触点温升和所述工作电流的平方的比值,将所述比值作为温升系数。
在本申请一些实施例中,所述阈值确定模块602,包括:
在所述开关触点断开断电时,则获取所述开关触点断开前最后一个目标温升系数;
在所述开关触点连接上电时,采集新的工作电流、新的触点温度和新的环境温度;
计算所述新的触点温度和所述新的环境温度之间的更新触点温升,根据所述更新触点温升和所述新的工作电流计算获得更新温升系数;
计算所述更新温升系数与所述目标温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点机械磨损的磨损阈值。
在本申请一些实施例中,所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
获取所述开关触点插拔操作机械磨损产生的预设数量的磨损阈值,将各所述磨损阈值累加后取平均,获得机械磨损平均值;
将所述机械磨损平均值乘以预设的第一调节因子,获得所述开关触点机械磨损的预设阈值。
在本申请一些实施例中,所述阈值确定模块602,包括:
获取预设时间段中的至少两个温升系数,删除至少两个温升系数中所述开关触点上电时的第一个温升系数,获得温升系数序列;
计算所述温升系数序列中相邻两个温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点化学磨损的磨损阈值。
在本申请一些实施例中,所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
将预设次数各所述开关触点化学磨损的磨损阈值累加后平均,获得化学磨损平均值;
将所述化学磨损平均值乘以预设的第二调节因子,获得所述开关触点化学磨损的预设阈值。
在本申请一些实施例中,所述比对提示模块603,包括:
将所述开关触点机械磨损的磨损阈值与所述开关触点机械磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点机械磨损的磨损阈值超过所述开关触点机械磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;或,
将所述开关触点化学磨损的磨损阈值与所述开关触点化学磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点化学磨损的磨损阈值超过所述开关触点化学磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示。
在本申请一些实施例中,所述系数计算模块601,包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,将所述触点温升与预设温升进行比对;
若所述触点温升大于所述预设温升,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述触点温升小于或等于所述预设温升,则根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数。
在本申请一些实施例中,所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
采集抽屉开关柜的开关次数,将所述开关次数与预设开关次数进行比较;
若所述开关次数大于所述预设开关次数,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述开关次数小于或等于所述预设开关次数,则采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流。
本实施例中开关触点的寿命预测装置基于触点温升和工作电流推导出温升系数,温升系数涵盖开关触点阻抗和现场安装的散热环境因素;基于已得出温升系数,分析获得表征开关触点的机械磨损和化学磨损的磨损阈值,将磨损阈值和预设阈值进行比较,实现了开关触点故障的准确预测,从而准确地预测开关触点寿命。
本申请实施例还提供一种抽屉式开关柜,如图10所示,图10是本申请实施例中提供的电子设备的一个实施例结构示意图。
电子设备集成了本申请实施例所提供的任一种开关触点的寿命预测装置,所述电子设备设置有一个或多个处理器、存储器、开关触点的寿命预测装置以及一个或多个应用程序;
所述开关触点的寿命预测装置包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;
所述电流采样模块采集通过所述开关触点的工作电流,所述触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,所述环境温度采样模块采集电子设备内部的环境温度。
其中一个或多个应用程序被存储于所述存储器中,并配置为由所述处理器执行上述开关触点的寿命预测方法实施例中任一实施例中所述的开关触点的寿命预测方法中的步骤。
具体来讲:电子设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器701、一个或一个以上计算机介质的存储器702、电源703和输入单元704等部件。本领域技术人员可以理解,图10中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。其中:
处理器701是该电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储器702内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器702内的数据,执行电子设备的各种功能和处理数据,从而对电子设备进行整体监控。可选的,处理器701可包括一个或多个处理核心;优选的,处理器701可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器701中。
存储器702可用于存储软件程序以及模块,处理器701通过运行存储在存储器702的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器702可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外,存储器702可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地,存储器702还可以包括存储器控制器,以提供处理器701对存储器702的访问。
电子设备还包括给各个部件供电的电源703,优选的,电源703可以通过电源管理系统与处理器701逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源703还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
该电子设备还可包括输入单元704,该输入单元704可用于接收输入的数字或字符信息。
尽管未示出,电子设备还可以包括显示单元等,在此不再赘述。具体在本实施例中,电子设备中的处理器701会按照如下的指令,将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器702中,并由处理器701来运行存储在存储器702中的应用程序,从而实现各种功能,如下:
采集所述触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述插件的工作电流;
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
本领域普通技术人员可以理解,上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成,或通过指令控制相关的硬件来完成,该指令可以存储于一计算机介质中,并由处理器进行加载和执行。
为此,本申请实施例提供一种计算机介质,该计算机介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)、磁盘或光盘等。其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器进行加载,以执行本申请实施例所提供的任一种开关触点的寿命预测方法中的步骤。例如,所述计算机程序被处理器进行加载可以执行如下步骤:
采集所述触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述插件的工作电流;
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见上文针对其他实施例的详细描述,此处不再赘述。
具体实施时,以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现,也可以进行任意组合,作为同一或若干个实体来实现,以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例,在此不再赘述。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例,在此不再赘述。
以上对本申请实施例所提供的一种开关触点的寿命预测方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (13)
1.一种开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述开关触点的寿命预测方法应用于具有开关触点的电子设备;
所述开关触点的寿命预测方法包括:
采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流;
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示;
其中,所述获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值,包括:
在所述开关触点断开断电时,则获取所述开关触点断开前最后一个目标温升系数;
在所述开关触点连接上电时,采集新的工作电流、新的触点温度和新的环境温度;
计算所述新的触点温度和所述新的环境温度之间的更新触点温升,根据所述更新触点温升和所述新的工作电流计算获得更新温升系数;
计算所述更新温升系数与所述目标温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点机械磨损的磨损阈值。
2.如权利要求1所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流之后,所述方法包括:
将所述工作电流与预设电流极限阈值进行比较;
若所述工作电流大于所述预设电流极限阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述工作电流小于或等于所述预设电流极限阈值,则执行所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数的步骤。
3.如权利要求2所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述电子设备上设置有连接进线和/或出线的插件;
所述将所述工作电流与预设电流极限阈值进行比较之前,所述方法包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
根据所述触点温升和所述温升系数计算所述插件的安全运行电流,将所述安全运行电流与预设的电流调节因子的乘积作为预设电流极限阈值。
4.如权利要求1所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述电子设备上设置有连接进线和/或出线的插件;
所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数,包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升;
获取按照预设时间间隔采集的通过所述插件的工作电流,根据各所述工作电流计算平均工作电流;
若所述平均工作电流高于预设温升电流阈值,则计算所述触点温升和所述工作电流的平方的比值,将所述比值作为温升系数。
5.如权利要求1所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示之前,所述方法包括:
获取所述开关触点插拔操作机械磨损产生的预设数量的磨损阈值,将各所述磨损阈值累加后取平均,获得机械磨损平均值;
将所述机械磨损平均值乘以预设的第一调节因子,获得所述开关触点机械磨损的预设阈值。
6.如权利要求1所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值,包括:
获取预设时间段中的至少两个温升系数,删除至少两个温升系数中所述开关触点上电时的第一个温升系数,获得温升系数序列;
计算所述温升系数序列中相邻两个温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点化学磨损的磨损阈值。
7.如权利要求6所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示之前,所述方法包括:
将预设次数各所述开关触点化学磨损的磨损阈值累加后平均,获得化学磨损平均值;
将所述化学磨损平均值乘以预设的第二调节因子,获得所述开关触点化学磨损的预设阈值。
8.如权利要求1所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示,包括:
将所述开关触点机械磨损的磨损阈值与所述开关触点机械磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点机械磨损的磨损阈值超过所述开关触点机械磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示;或,
将所述开关触点化学磨损的磨损阈值与所述开关触点化学磨损的预设阈值进行比对,若所述开关触点化学磨损的磨损阈值超过所述开关触点化学磨损的预设阈值,则输出开关触点的寿命预测提示。
9.如权利要求1所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数,包括:
计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,将所述触点温升与预设温升进行比对;
若所述触点温升大于所述预设温升,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述触点温升小于或等于所述预设温升,则根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数。
10.如权利要求1-9任意一项所述的开关触点的寿命预测方法,其特征在于,所述电子设备为抽屉开关柜;
所述采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流之前,所述方法包括:
采集抽屉开关柜的开关次数,将所述开关次数与预设开关次数进行比较;
若所述开关次数大于所述预设开关次数,则输出开关触点的寿命预测提示;
若所述开关次数小于或等于所述预设开关次数,则采集所述开关触点位置处的触点温度,采集所述电子设备内部的环境温度,采集通过所述开关触点的工作电流。
11.一种开关触点的寿命预测装置,其特征在于,所述开关触点的寿命预测装置设置于具有开关触点的电子设备;
所述开关触点的寿命预测装置包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;
所述电流采样模块采集通过所述开关触点的工作电流,所述触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,所述环境温度采样模块采集电子设备内部的环境温度;
所述开关触点的寿命预测装置,还包括:
系数计算模块,用于计算所述触点温度和所述环境温度之间的触点温升,根据所述触点温升和所述工作电流计算获得温升系数;
阈值确定模块,用于获取至少两个所述温升系数,处理各所述温升系数获得所述开关触点的磨损阈值;
比对提示模块,用于将所述磨损阈值与预设阈值进行比对,并根据阈值比对结果输出开关触点的寿命预测提示;
其中,所述阈值确定模块,还用于:
在所述开关触点断开断电时,则获取所述开关触点断开前最后一个目标温升系数;
在所述开关触点连接上电时,采集新的工作电流、新的触点温度和新的环境温度;
计算所述新的触点温度和所述新的环境温度之间的更新触点温升,根据所述更新触点温升和所述新的工作电流计算获得更新温升系数;
计算所述更新温升系数与所述目标温升系数的系数差值,将所述系数差值作为所述开关触点机械磨损的磨损阈值。
12.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备具有开关触点,所述电子设备设置有一个或多个处理器、存储器、开关触点的寿命预测装置以及一个或多个应用程序;
所述开关触点的寿命预测装置包括电流采样模块、触点温度采样模块和环境温度采样模块;
所述电流采样模块采集通过所述开关触点的工作电流,所述触点温度采样模块采集所述开关触点位置处的触点温度,所述环境温度采样模块采集电子设备内部的环境温度;
所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中,并配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至10中任一项所述的开关触点的寿命预测方法中的步骤。
13.一种计算机介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器进行加载,以执行权利要求1至10任一项所述的开关触点的寿命预测方法中的步骤。
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