CN114600216A - 电力接触健康评估器 - Google Patents

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CN114600216A CN202080074776.1A CN202080074776A CN114600216A CN 114600216 A CN114600216 A CN 114600216A CN 202080074776 A CN202080074776 A CN 202080074776A CN 114600216 A CN114600216 A CN 114600216A
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赖因霍尔德·亨克
罗伯特·索布斯
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Arc Suppression Technologies LLC
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Abstract

一种电力接触健康评估器系统，包括：端子对，所述端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组；以及接触分离检测器，该接触分离检测器被配置成确定在电力接触装置的去激活期间可切换接触电极组的分离时间。该系统包括可操作地耦接至端子对和接触分离检测器的控制器电路。控制器电路被配置成在第一观察窗内确定多个接触粘滞持续时间和平均接触粘滞持续时间。配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗。可切换接触电极组的健康评估可以基于在第一观察窗之后的接触循环的后续接触粘滞持续时间和一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间。

Description

电力接触健康评估器
优先权
本申请根据35U.S.C.119(e)要求于2019年9月11日提交的美国临时申请第62/898,795号“POWER CONTACT HEALTH ASSESSOR”的优先权的权益，该美国临时申请通过引用其整体并入本文。
技术领域
本申请总体上涉及包括彼此并联或串联连接的电接触件的电接触件健康评估设备和技术。
背景技术
产品设计师、技术人员和工程师在选择机电继电器和接触器时被培训以接受制造商规范。然而，这些规范都没有指示电接触件电弧放电对继电器或接触器的预期寿命的严重影响。在高功率(例如，超过2安培)应用中尤其如此。
电流接触电弧放电可能对电接触件表面(例如继电器和某些开关)具有有害影响。随着时间的推移电弧放电可能使接触表面劣化并最终破坏接触表面，并且可能导致过早的部件失效、较低的质量性能和相对频繁的预防性维护需要。附加地，继电器、开关等中的电弧放电可能导致电磁干扰(EMI)发射的生成。电流接触电弧放电可能在消费者、商业、工业、汽车和军事应用领域中在交流(AC)电力和直流(DC)电力两者中发生。由于其普遍性，确实已经开发出了数百种具体方法来解决电流接触电弧放电的问题。
发明内容
现在描述各种示例来以简化的形式介绍一系列构思，所述构思在下面的具体实施方式中进一步进行描述。发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
根据本公开内容的第一方面，提供了一种电路，该电路包括端子对，该端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组。该电路还包括可操作地耦接至该端子对的电力切换电路。电力切换电路被配置成切换来自外部电源的电力，并且基于第一逻辑状态信号触发可切换接触电极组的激活或者基于第二逻辑状态信号触发可切换接触电极组的去激活。该电路还包括可操作地耦接至该端子对的接触分离检测器，该接触分离检测器被配置成确定在去激活期间电力接触装置的可切换接触电极组的分离时间。该电路还包括可操作地耦接至端子对、电力切换电路和接触分离检测器的控制器电路。控制器电路被配置成：对于第一观察窗内的电力接触装置的多个接触循环中的每个接触循环，生成第二逻辑状态信号以触发可切换接触电极组的去激活。控制器还确定与该可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间。接触粘滞持续时间基于生成第二逻辑状态信号的时间与接触循环期间的分离时间之间的差。控制器还基于第一观察窗内每个接触循环的接触粘滞持续时间，确定第一观察窗的平均接触粘滞持续时间。控制器还基于第一观察窗的平均粘滞持续时间，配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗。控制器还基于在第一观察窗之后确定的后续接触粘滞持续时间和一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间来生成电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
根据本公开内容的第二方面，提供了一种系统，该系统包括端子对，该端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组。该系统还包括接触分离检测器，该接触分离检测器被配置成确定在电力接触装置的去激活期间可切换接触电极组的分离时间。该系统还包括控制器电路，该控制器电路可操作地耦接至该端子对和该接触分离检测器。控制器电路被配置成在第一观察窗内确定与该可切换接触电极组相关联的多个接触粘滞持续时间。多个接触粘滞持续时间中的每个接触粘滞持续时间是在第一观察窗内的电力接触装置的多个接触循环中的对应接触循环期间确定的，并且每个接触粘滞持续时间基于触发去激活的逻辑状态信号的生成与该可切换接触电极组的分离时间之间的持续时间。由控制器基于多个接触粘滞持续时间确定针对第一观察窗的平均接触粘滞持续时间。控制器还配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗。对应的平均接触粘滞持续时间是基于针对第一观察窗的平均粘滞持续时间来确定的。基于在第一观察窗之后的接触循环的后续接触粘滞持续时间和针对一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间，生成针对电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
根据本公开内容的第三方面，提供了一种方法，包括将接触分离检测器耦接至电力接触装置的端子对。接触分离检测器被配置成：基于逻辑状态信号确定在电力接触装置的去激活期间电力接触装置的可切换接触电极组的分离时间。将控制器电路耦接至端子对和接触分离检测器。控制器电路被配置成确定与该可切换接触电极组相关联的多个粘滞持续时间。多个粘滞持续时间中的每个粘滞持续时间是在第一观察窗内的电力接触装置的多个接触循环中的对应接触循环期间确定的，并且每个粘滞持续时间基于触发去激活的逻辑状态信号的生成与可切换接触电极组的分离时间之间的持续时间。基于多个接触粘滞持续时间确定针对第一观察窗的平均接触粘滞持续时间。配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗。对应的平均接触粘滞持续时间是基于针对第一观察窗的平均粘滞持续时间来确定的。基于在第一观察窗之后的接触循环的后续接触粘滞持续时间和一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间，生成针对电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
前述示例中的任一示例可以与其他前述示例中的任一个或更多个示例相结合以产生在本公开内容的范围内的新的实施方式。
附图说明
在附图(不一定按比例绘制)中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相同的部件。附图通过示例的方式而非通过限制的方式总体上示出了本文献中讨论的各种实施方式。
图1是根据一些实施方式的包括电力接触健康评估器的系统的图。
图2是根据一些实施方式的示例电力接触健康评估器的框图。
图3描绘了根据一些实施方式的用于电力接触健康评估的平均电力接触粘滞持续时间的对数刻度图。
图4描绘了根据一些实施方式的健康评估器的封装示例。
具体实施方式
首先应当理解，尽管以下提供了一个或更多个实施方式的示例性实现方式，但是参照图1至图4描述的所公开的系统、方法和/或设备可以使用任何数量的技术来实现，无论是当前已知的还是尚不存在的。本公开内容不应当以任何方式限于以下说明的说明性实现方式、附图和技术——包括在本文中说明和描述的示例性设计和实现方式，而是可以在所附权利要求书的范围连同其等同方案的全部范围内进行修改。
在以下描述中，参照形成本说明书的一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践的具体实施方式。足够详细地描述这些实施方式以使本领域技术人员能够实践本发明的主题，并且要理解的是，可以使用其他实施方式，并且可以在不脱离本公开内容的范围的情况下进行结构、逻辑和电学改变。因此，以下对示例实施方式的描述不应当被认为是限制意义的，并且本公开内容的范围由所附权利要求书限定。
如本文中所使用的，术语“干式接触件(dry contact)”(例如，如与诸如继电器或接触器的互锁装置结合使用的)指的是在闭合时仅承载负载电流的接触件。这样的接触件可能不会切换负载，并且也可能不会在负载电流下接通或断开。如本文中所使用的，术语“湿式接触件(wet contact)”(例如，如与诸如继电器或接触器的互锁装置结合使用的)指的是在闭合时承载负载电流以及在接通和断开转换期间切换负载电流的接触件。
本文公开了电力接触健康评估器以及其中使用的并且与电力接触健康评估器结合使用的部件的示例。示例被没有限制地呈现，并且要认识和理解的是，所公开的实施方式是说明性的，并且本文描述的电路和系统设计可以用任何合适的特定部件来实现以允许电路和系统设计在各种期望的情况下使用。因此，虽然公开了特定部件，但是要认识和理解的是：可以适当地使用替选部件。
本文公开的技术涉及电力接触健康评估器(例如，图1和图2的电力接触健康评估器1)的设计和配置，以提供电力接触装置的接触电极的状况(或健康)的指示。可以基于接触粘滞持续时间(contact stick duration)或基于接触粘滞持续时间导出的其他特征来执行健康评估确定。更具体地，可以配置不同的观察窗(windows of observation，WoO)，其中每个窗与特定的接触健康状况(例如，新的、良好的、平均的、不佳的、替换的、失效的)相关联。为了配置WoO，通过测量窗内电力接触装置的预定义数量的接触循环的接触粘滞持续时间来配置第一观察窗。基于测量的窗内的粘滞持续时间和循环次数来确定平均粘滞持续时间。使用先前窗的接触粘滞持续时间导出每个后续窗的平均粘滞持续时间。例如，第二窗的平均粘滞持续时间是第一观察窗的平均粘滞持续时间的两倍。第三观察窗的平均粘滞持续时间是第二观察窗的平均粘滞持续时间的两倍，等等。在平均粘滞持续时间达到最大(预配置)阈值时(例如，当平均粘滞持续时间达到1000ms时，这是对于失败接触的行业标准)确定最后的观察窗。在配置了具有对应的平均粘滞持续时间的观察窗之后，每个窗可以与健康评估特征相关联(例如，如图3所示，可以针对总共6个可能的健康评估特征配置六个观察窗)。在电力接触装置的操作期间，可以定期测量接触粘滞持续时间并且参照配置的观察窗，以确定测量的粘滞持续时间适合哪个窗，并且然后确定与测量的接触粘滞持续时间相关联的接触装置的当前状态的对应健康评估特征。
如本文中所使用的，术语“粘滞持续时间(stick duration)”指的是线圈激活/去激活(例如，继电器接触装置的继电器线圈)与电力接触件激活/去激活之间的时间差。在一些方面，所讨论的电力接触健康评估操作可以被构造成使得这样的操作可以在微控制器和微处理器中被配置和执行，而不需要外部/计算设备或方法。在各种示例中，电力接触健康评估操作不依赖于广泛的数学和/或微积分操作。在一些方面，干式接触器对于电力接触健康评估可以是可选的。如果期望高介电隔离和极低的泄漏电流，则可以使用干式接触器。
电弧抑制器是用于电力接触健康评估器的可选元件。在一些方面，所公开的电力接触健康评估器可以包含与湿式接触件耦接的电弧抑制电路(也被称为电弧抑制器)，以保护湿式接触件在接通和断开转换期间免受电弧放电并且减少来自接触电弧放电的有害影响。与本文讨论的电力接触健康评估器结合的电弧抑制器可以包括如以下已发布的美国专利——美国专利第8,619,395号和美国专利第9,423,442号——中所公开的电弧抑制器，这两个专利通过引用其整体并入本文。电力接触电弧抑制器可以将电力接触装置在任何额定负载下的电气寿命延长至机械预期寿命范围。尽管附图描绘了具有内部电弧抑制器的电力接触健康评估器1，但是本公开内容在这方面不受限制，并且电力接触健康评估器1也可以使用外部电弧抑制器或不使用电弧抑制器。
当电力接触装置不再能及时断开电极微焊接时，该接触装置被认为失效。有趣的是，如果接触粘滞持续时间超过一(1)秒，则电力继电器行业会认为接触器或继电器接触装置失效。任何继电器和接触器的不可避免的EoL事件都是失效。电力接触EoL可以被理解为继电器/接触器发生电气失效或机械失效时的时刻。电力继电器和接触器电力接触装置或者失效闭合、断开、或者介于两者之间。继电器和接触器数据表中公布的电力接触释放时间与电力接触粘滞持续时间不同。继电器行业考虑具有2A或更大电流承载能力的接触，即电力接触。具有小于2A的电流承载能力的接触可能不被视为电力接触。用于确定电力接触条件的常规技术可能涉及测量电力接触电阻。然而，这样的测量是非原位执行的，使用复杂且昂贵的装备来执行测量。
电力接触电极表面劣化/衰减与不断增加的电力接触粘滞持续时间相关联。本文公开的技术可以用于使用原位、实时、独立操作对电力接触执行电力接触健康评估，例如，通过监测接触粘滞持续时间提供基于测量的粘滞持续时间的接触健康评估。原位可以被理解为涉及在实际的、真实的应用中操作，同时在正常或异常条件下操作。实时可以被理解为涉及在测量时实际的且可用的性能数据。例如，可以使用电力接触电压的实时电压测量来执行实时接触分离检测。独立操作不需要除了该文献本公开内容中所概述的那些(例如，主电力连接、继电器线圈驱动器连接和辅助电源连接)之外的附加的连接、装置或操作。
图1是根据一些实施方式的包括电力接触健康评估器的系统100的图。参照图1，系统100可以包括耦接至辅助电源2、继电器线圈驱动器3、主电源4、干式继电器5、湿式继电器6、主电力负载7和数据通信接口19的电力接触健康评估器1。
干式继电器5可以包括耦接至干式继电器接触件的干式继电器线圈，并且湿式继电器6可以包括耦接至湿式继电器接触件的湿式继电器线圈。干式继电器5可以经由电力接触健康评估器1耦接至主电源4。干式继电器5可以与湿式继电器6串联耦接，并且湿式继电器6可以经由电力接触健康评估器1耦接至主电力负载7。附加地，湿式继电器6可以通过耦接在湿式继电器6的湿式继电器接触件上的电弧抑制器来保护(例如，如图2所示)。在没有连接电弧抑制器的情况下，湿式接触器或继电器6接触件可能会成为牺牲品，而干式接触器或继电器5接触件可能会在电力接触健康评估器1正常操作期间保持良好状况，从而确保在湿式继电器接触件失效的情况下装置清除故障状况。
主电源4可以是AC电源或DC电源。AC电力的源可以包括发电机、交流发电机、变压器等。AC电力的源可以是正弦、非正弦或相位控制的。AC电源可以用于电力网(例如，公用电力、电力站、传输线等)上以及离网，例如用于铁路电力。DC电力的源可以包括各种类型的电力存储，例如电池、太阳能电池、燃料电池、电容器组和热电堆、发电机和电力供应装置。DC电力类型可以包括直流、脉动、可变和交流(这可以包括叠加AC、全波整流和半波整流)。DC电力可以与自推进应用——即驱动、飞行、游泳、爬行、潜水、内部、挖掘、切割等项目相关联。尽管图1示出了外部提供的主电源4，但是本公开内容在这方面不受限制，并且可以内部提供主电源例如电池或其他电源。附加地，主电源4可以是单相电源或多相电源。
尽管图1示出了耦接至干式继电器5和湿式继电器6的电力接触健康评估器1，干式继电器5和湿式继电器6包括继电器线圈和继电器接触件，本公开内容在这方面不受限制并且也可以使用其他类型的互锁装置布置，例如开关、接触器或其他类型的互锁装置。在一些方面，接触器可以是继电器的特定、重载、高电流实施方式。附加地，电力接触健康评估器1可以用于为单个电力接触装置(继电器5和继电器6之一的接触件)或多个电力接触装置(继电器5和继电器6两者的接触件)生成EoL预测。
与图1中的干式继电器和湿式继电器相关联的干式接触件和湿式接触件可以各自包括接触件对，例如电极对。在一些方面，主电力负载7可以是通用负载，例如消费照明、计算装置、数据传输开关等。在一些方面，主电力负载7可以是电阻负载，例如电阻器、加热器、电镀装置等。在一些方面，主电力负载7可以是电容负载，例如电容器、电容器组、电力供应装置等。在一些方面，主电力负载7可以是电感负载，例如电感器、变压器、螺线管等。在一些方面，主电力负载7可以是电机负载，例如电机、压缩机、风扇等。在一些方面，主电力负载7可以是钨负载，例如钨丝灯、红外线加热器、工业灯等。在一些方面，主电力负载7可以是镇流器负载，例如荧光灯、霓虹灯、发光二极管(LED)等。在一些方面，主电力负载7可以是引导工作负载，例如交通灯、信号标、控制电路等。
辅助电源2是根据电力接触健康评估器1向湿式继电器线圈和干式继电器线圈(分别为湿式继电器6和干式继电器5的)提供电力的外部电源。第一辅助电源节点21可以被配置为第一线圈电力终端输入(例如，到图2中的辅助电力终端和保护电路12)。第二辅助电源节点22可以被配置为第二线圈电力终端输入。辅助电源2可以是单相电源或多相电源。附加地，线圈电源2可以是AC电力类型或DC电力类型。
继电器线圈驱动器3是外部继电器线圈信号源，其根据电力接触健康评估器1的控制为湿式继电器6线圈和干式继电器5线圈提供关于通电状态(energization status)的信息。在这方面，继电器线圈驱动器3被配置成提供控制信号。第一继电器线圈驱动器节点31为第一线圈驱动器终端输入(例如，到图2中的继电器线圈终端和保护电路14)。第二继电器线圈驱动器节点32可以被配置为第二线圈驱动器终端输入。继电器线圈驱动器3可以是单相电源或多相电源。附加地，继电器线圈驱动器3可以是AC电力类型或DC电力类型。
数据通信接口19是经由一个或更多个通信链路182耦接至电力接触健康评估器1的可选元件。数据通信接口19可以耦接至外部存储器并且可以用于例如存储和检索数据。
针对电力接触健康评估器1的全功能操作可能不需要数据通信。在一些方面，数据通信接口19可以包括以下元件中的一个或更多个：数字信号隔离器、内部发送数据(TxD)终端、内部接收数据(RxD)终端、外部接收数据(Ext RxD)终端以及外部发送数据(Ext TxD)终端。
在图1和图2中的示例数据通信接口19中未示出数据信号滤波、瞬变、过电压、过电流和线缆终端。在一些方面，数据通信接口19可以被配置为电力接触健康评估器1与以下中的一个或更多个之间的接口：蓝牙控制器、以太网控制器、通用数据接口、人机接口、SPI总线接口、UART接口、USB控制器以及Wi-Fi控制器。
干式继电器5可以包括两个部分——干式继电器线圈和干式继电器接触件。如以上所提及的，“干式”指的是该继电器中接触件的特定操作模式，其在不承载电流的同时接通或断开接触件之间的电流连接。
第一干式继电器节点51是来自电力接触健康评估器1的第一干式继电器5线圈输入。第二干式继电器节点52是来自电力接触健康评估器1的第二干式继电器5线圈输入。第三干式继电器节点53是与主电源4的第一干式继电器接触件连接。第四干式继电器节点56为第二干式继电器接触件连接(例如，与湿式继电器6)。干式继电器5可以被配置成以单相电源或多相电源操作。附加地，干式继电器5可以是AC电力类型或DC电力类型。
湿式继电器6可以包括两个部分——湿式继电器线圈和湿式继电器接触件。如以上所提及的，“湿式”指的是该继电器中接触件的特定操作模式，其在承载电流的同时接通或断开接触件之间的电流连接。
第一湿式继电器节点61是来自电力接触健康评估器1的第一湿式继电器6线圈输入。第二湿式继电器节点62是来自电力接触健康评估器1的第二湿式继电器6线圈输入。第三湿式继电器节点63为第一湿式继电器接触件连接(例如，与干式继电器)。第四湿式继电器节点66为第二湿式继电器接触件连接(例如，与电流传感器127)。湿式继电器6可以被配置成以单相电源或多相电源操作。附加地，湿式继电器6可以是AC电力类型或DC电力类型。
在一些方面，电力接触健康评估器1被配置成支持常开(NO)接触(也被称为形式A接触)和常闭(NC)接触(也被称为形式B接触)两者。在一些方面，电力接触健康评估器1测量、记录和分析线圈激活(或去激活)与电力接触件激活(或去激活)之间的时间差。在这方面，通过监测和测量接触粘滞持续时间(例如，对于多个接触循环)，可以检测逐渐的电力接触电极表面劣化/衰减/衰减，并且可以以绝对或相对方式预测针对电力接触的估计的EoL。例如，电力接触EoL预测可以以对于EoL剩余的循环百分比、循环次数等来表示。
在一些方面，电力接触健康评估器1包含湿式/干式电力接触定序器的元件。在一些方面，电力接触健康评估器1包含电力接触故障清除装置的元件。在一些方面，电力接触健康评估器1包含电力接触寿命终止(End-of-Life)预测器的元件。在一些方面，电力接触健康评估器1包含电力接触电极表面等离子体治疗装置的元件。在一些方面，电力接触健康评估器1包含电弧抑制器的元件(电弧抑制器可以是电力接触健康评估器1的可选元件)。
所讨论的特定电力接触健康评估器操作可以基于位于内部或外部微控制器/处理器存储器中的指令。在一些方面，湿式/干式电力接触排序操作可以进行操作以支持电力接触健康评估器1。在一些方面，电力接触故障清除操作可以进行操作以支持电力接触健康评估器1。在一些方面，电力接触寿命终止预测器操作可以进行操作以支持电力接触健康评估器1。在一些方面，电力接触电极表面等离子体治疗操作可以进行操作以支持电力接触健康评估器1。本文讨论的电力接触健康评估操作可以在接触件在正常或异常操作条件下执行的同时原位和实时执行。在一些方面，接触件维护计划可以在电力操作接触件下的实际健康状况，如本文讨论的一个或更多个技术所确定的。
在接通期间，并且尤其是在承载电流接触循环的接通弹跳阶段期间，电力接触电极被微焊接。期望接触电极之间的微焊接，这是因为它们提供了电流传导所需的低接触电阻。电力接触健康评估器1中的接触粘滞持续时间分析是对由于接触电极表面分解形式的腐蚀造成的不利接触条件而导致的接触性能劣化的测量。接触粘滞持续时间是继电器线圈驱动器电力去激活的时刻与电力接触件分离的时刻之间的差。
在一些方面，粘滞持续时间＝接触件断开时间－线圈去激活时间。粘滞持续时间通常以毫秒进行测量。接触粘滞持续时间是接触状况健康的指示(接触粘滞持续时间随着时间的推移变得更长是接触健康衰减的指示)。长接触粘滞持续时间是接触健康不佳的指示。当接触粘滞成为永久性时，则接触失效。在继电器行业中，超过1秒的接触粘滞持续时间通常被认为是接触失效。在一些方面，电弧停止时间减去线圈信号转变的开始时间等于接触粘滞持续时间。
在一些方面，接触检测的分离允许可预测的定时参考，以确定线圈去激活形式A与接触件断开之间的时间差。该时间差受由于正常接触微焊接导致的接触粘滞持续时间的很大影响。即使微焊接的断开需要超过一秒钟，尽管超出了正常预期，该接触仍可能被证明是有效的。一旦被设计用于打开接触或断开微焊接的接触器机构的力不能再断开微焊接，则可以认为接触失败。在一些方面，接触粘滞是用于断开接触件的线圈激活信号与实际接触件分离之间的时间差。在这方面，接触粘滞可能是对接触失效的指示，而不一定是对接触电阻增加的指示。
本文讨论的电力接触健康评估器可以与以下特性和益处相关联：AC或DC线圈电力和接触操作；认证和许可控制机制；自动检测功能；自动生成服务和维护呼叫；自动模式设置；自动故障检测；自动断电线圈信号旁路；评估电力接触电极表面分解程度；评估电力接触电极表面衰减；评估电力接触电极表面衰减加速度；评估电力接触电极表面衰减减速；评估电力接触电极表面分解程度；评估电力接触电极表面健康状况；评估电力接触电极表面性能水平；条形图指示器；行为模式学习导致模式外检测和指示；手机应用；代码验证芯片；进行实时电力接触健康诊断；进行现场电力接触健康诊断；诊断电力接触健康症状；EMC合规性；启用非现场故障排除；实现较快的循环次数；实现较低的占空比；使用轻型接触器或继电器实现重型操作；实现高介电操作；实现高功率操作；实现低泄漏操作；使继电器能够取代接触器；外部和内部接触器或继电器；混合电力继电器、接触器和断路器；智能混合电力开关控制器；互联网设备；本地和远程数据访问；本地和远程固件升级；本地和远程寄存器访问；本地和远程系统诊断；本地和远程故障排除；使电力接触寿命最大化；使设备寿命最大化；使生产力最大化；使计划的维护计划最小化；使未计划的服务呼叫最小化；使停机时间最小化；使生产中断最小化；模式控制选择；多相配置；现场或非现场故障排除；工作模式指示；电力指示；处理器状态指示颜色代码；单相配置；支持电源与电力负载之间的高介电隔离；支持电源与电力负载之间的低泄漏电流；以及触发自动服务呼叫。
在一些方面，电力接触健康评估器1可以使用以下数据通信接口：访问控制、蓝牙接口、通信接口和协议、加密数据传输、以太网接口、LAN/WAN连接、SPI总线接口、UART、通用数据接口、USB接口、以及Wi-Fi接口。
在一些方面，电力接触健康评估器1可以使用以下电力接触参数和接口：电力接触电弧电流、电力接触电弧持续时间、电力接触电弧类型、电力接触电弧电压、电力接触断开弹跳参数、电力接触断开弹跳持续时间、电力接触电流、电力接触循环计数、电力接触循环持续时间、电力接触循环频率、电力接触循环次数、电力接触占空比、电力接触能量、电力接触故障以及失效警报和报警、电力接触故障和失效代码清除、电力接触故障和失效检测、电力接触故障和失效闪码、电力接触故障和失效历史和统计、电力接触故障和失效警报、电力接触故障和失效参数、电力接触健康、电力接触历史、电力接触服务时间、电力接触接通弹跳参数、电力接触接通弹跳持续时间、电力接触开持续时间、电力接触关持续时间、电力接触功率、电力接触电阻、电力接触粘滞持续时间(PCSD)、电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)、电力接触峰值粘滞持续时间(PCPSD)、电力接触粘滞持续时间波峰因数(PCSDCF)、电力接触粘滞参数、电力接触参数历史、电力接触参数统计、电力接触统计、电力接触状态、电力接触电压、以及电力接触电压波峰因数。
电力接触健康评估器1或者可以与以下结果和以下有益结果相关联：减少或消除预防性维护计划要求；减少或消除预定的服务呼叫；减少或消除预防性接触件、继电器或接触器更换；以及电力接触寿命劣化/衰减检测。对于所讨论的健康评估器，数据通信接口可以是可选的。
相比之下，常规技术基于作为电力接触衰减的指示和用于即将发生的电力接触失效预测的度量的电力接触电阻增加的非原位分析。这种常规技术不是基于原位健康评估、不是基于数学分析，并且也没有考虑电力接触分离的瞬间。
图2是根据一些实施方式的具有电弧抑制器的示例电力接触健康评估器1的框图。参照图2，电力接触健康评估器1包括辅助电力终端和保护电路12、继电器线圈终端和保护电路14、逻辑电力供应装置15、线圈信号转换器16、模式控制开关17、控制器(也被称为微控制器或微处理器)18、数据通信接口19、状态指示器110、代码控制芯片120、电压传感器123、过电流保护电路124、电压传感器125、电弧抑制器126(例如，具有接触分离检测器(CSD))、电流传感器127、干式线圈电力开关111、干式线圈电流传感器113、湿式线圈电力开关112和湿式线圈电流传感器114。
辅助电力终端和保护电路12被配置成向电力接触健康评估器1的所有元件提供外部线缆终端和保护。第一辅助电力终端和保护电路12节点121是第一逻辑电力供应装置15输入、第一线圈电力开关111输入、以及第一线圈电力开关112输入。第二辅助电力终端和保护电路12节点122是第二逻辑电力供应装置15输入、第二线圈电力开关111输入、以及第二线圈电力开关112输入。
在一些方面，辅助电力终端和保护电路12包括以下元件中的一个或更多个：第一继电器线圈驱动器端子、第二继电器线圈驱动器端子、过电压保护、过电流保护、反极性保护、可选的瞬变和噪声过滤、可选的电流传感器和可选的电压传感器。
继电器线圈终端和保护电路14为电力接触健康评估器1的所有元件提供外部线缆终端和保护。第一线圈终端和保护电路14节点141是第一线圈信号转换器电路16输入。第二线圈终端和保护电路14节点142是第二线圈信号转换器16输入。
在一些方面，继电器线圈终端和保护电路14包括以下元件中的一个或更多个：第一继电器线圈驱动器端子、第二继电器线圈驱动器端子、过电压保护、过电流保护、反极性保护、可选的瞬变和噪声过滤、电流传感器(可选的)和电压传感器(可选的)。
逻辑电力供应装置15被配置成向电力接触健康评估器1的所有数字逻辑元件提供逻辑水平电压。第一逻辑电力供应装置输出151是由图2中的正电力示意符号指示的正电力供应端子。第二逻辑电力供应装置输出152是由图2中的接地参考符号指示的负电力供应端子。
在一些方面，逻辑电力供应装置15包括以下元件中的一个或更多个：AC-DC转换器、输入噪声过滤、和瞬变保护、输入大容量能量存储、输出大容量能量存储、输出噪声过滤、DC-DC转换器(替选的)、外部电力转换器(替选的)、介电隔离(内部或外部)、过电压保护(内部或外部)、过电流保护(内部或外部)、产品安全认证(内部或外部)以及电磁兼容性认证(内部或外部)。
线圈信号转换器电路16将来自继电器线圈驱动器3的指示湿式线圈和干式线圈的通电状态的信号转换成逻辑水平类型信号，该逻辑水平类型信号经由节点187传送至控制器18以进行进一步处理。
在一些方面，线圈信号转换器16由以下元件中的一个或更多个组成：限流元件、介电隔离、信号指示、信号整流、可选的信号滤波、可选的信号整形以及可选的瞬变和噪声过滤。
模式控制开关17允许手动选择针对电力接触健康评估器1的特定操作模式。在一些方面，模式控制开关17包括以下元件中的一个或更多个：用于硬重置、清除或确认的按钮、用于设置特定操作模式的DIP开关、以及(替选地代替按钮)小键盘或键盘开关。
控制器18包括合适的电路系统、逻辑、接口和/或代码，并且被配置成通过例如基于软件/固件的操作、例程和程序来控制电力接触健康评估器1的操作。第一控制器节点181是状态指示器110连接。第二控制器节点182是数据通信接口19连接。第三控制器节点183是干式线圈电力开关111连接。第四控制器节点184是湿式线圈电力开关112连接。第五控制器节点185是干式线圈电流传感器113连接。第六控制器节点186是湿式线圈电流传感器114连接。第七控制器节点187是线圈信号转换器电路16连接。第八控制器节点188是代码控制芯片120连接。第九控制器节点189是模式控制开关17连接。第十控制器节点1810是过电流电压传感器123连接。第十一控制器节点1811是电压传感器125连接。第十二控制器节点1812是电弧抑制器126锁连接。第十三控制器节点1813是第一电流传感器127连接。第十四控制器节点1814是第二电流传感器127连接。
在一些方面，控制器18可以被配置成控制与电力接触健康评估器1相关联的以下操作中的一个或更多个：算法管理；认证代码控制管理；自动检测操作；自动检测功能；自动常闭或常开接触形式检测；自动模式设置；线圈循环(关断(Off)、接通(Make)、导通(On)、断开(Break)、关断(Off))定时、历史和统计；线圈延迟管理；历史管理；电力接触排序；线圈驱动器信号颤振历史和统计；数据管理(例如监测、检测、记录、日志记录、指示和处理)；用于当前、最后、过去、最大值、最小值、均值、平均值、标准偏差值等的数据值寄存器；日期和时间格式化、日志记录和记录；具有时钟生成、上电重置和看门狗定时器的嵌入式微控制器；错误、故障和失效管理；出厂默认值恢复管理；固件升级管理；闪光代码生成；故障指示清除；故障寄存器重置；硬重置；中断管理；许可证代码控制管理；上电管理；上电排序；电力保持管理；电力开启管理；从输入、存储器或寄存器中读取；寄存器地址组织；寄存器数据出厂默认值；寄存器数据值地址；寄存器地图组织；软重置管理；SPI总线链路管理；统计管理；系统访问管理；系统诊断管理；UART通信链路管理；湿式/干式继电器线圈管理；以及写入存储器、输出和寄存器。
状态指示器110通过操作、健康、故障、经由特定颜色或闪光模式的代码指示来提供听觉、视觉或其他用户警报方法。在一些方面，状态指示器110可以提供以下类型的指示中的一个或更多个：条形图、图形显示、LED、线圈驱动器故障指示、线圈状态指示、干式线圈故障指示、操作模式指示、处理器健康指示和湿式线圈故障指示。
干式线圈电力开关111基于经由命令输出节点183从控制器18输出的信号，将外部提供的线圈电力经由节点51和节点52连接至干式继电器线圈5。在一些方面，干式线圈电力开关111包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、限流元件和可选的机电继电器。
湿式线圈电力开关112基于经由命令输出节点184从控制器18输出的信号，将外部提供的线圈电力经由节点61和节点62连接至湿式继电器线圈6。在一些方面，湿式线圈电力开关112包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、限流元件和可选的机电继电器。
干式线圈电流传感器113被配置成感测干式继电器线圈5电流的值以及/或者不存在或存在。在一些方面，干式线圈电流传感器113包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、反极性保护元件、光隔离器、光耦合器、簧片继电器和/或霍尔效应传感器(可选的)、SSR AC或DC输入(替选的)以及SSRAC或DC输出(替选的)。
湿式线圈电流传感器114被配置成感测干式继电器线圈6电流的值以及/或者不存在或存在。在一些方面，湿式线圈电流传感器114包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、反极性保护元件、光隔离器、光耦合器、簧片继电器和/或霍尔效应传感器(可选的)、SSR AC或DC输入(替选的)以及SSRAC或DC输出(替选的)。
代码控制芯片120是电力接触健康评估器1的可选元件，并且它不是设备的全功能操作所要求的。在一些方面，代码控制芯片120可以被配置成包括具有加密或非加密数据安全性的应用或客户特定代码。在一些方面，代码控制芯片120功能可以经由数据通信接口19在外部实现。在一些方面，代码控制芯片120可以被配置成存储以下信息：访问控制代码和数据、警报控制代码和数据、认证控制代码和数据、加密控制代码和数据、芯片控制代码和数据、许可控制代码和数据、验证控制代码和数据、以及/或者校验和控制代码和数据。在一些方面，代码控制芯片120可以被实现为控制器18的内部部件或者可以是控制器18外部的单独电路(例如，如图2所示)。
电压传感器123被配置成监测过电流保护124的状况。在一些方面，电压传感器123包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、桥式整流器、限流器、电阻器、电容器、反极性保护元件、光隔离器、光耦合器、簧片继电器和模数转换器(可选的)。
过电流保护电路124被配置成在过电流状况的情况下保护电力接触健康评估器1免受破坏。在一些方面，过电流保护电路124包括以下元件中的一个或更多个：可熔元件、可熔印刷电路板迹线、熔断器和断路器。
电压传感器125被配置成监测跨湿式继电器6接触件的电压。在一些方面，电压传感器125包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、桥式整流器、限流器、电阻器、电容器、反极性保护元件、以及替选的或可选的元件例如光隔离器、光耦合器、固态继电器、簧片继电器和模数转换器。在一些方面，电压传感器125可以用于检测湿式继电器6的接触电极的接触分离。更具体地，连接1811可以被控制器18使用来检测由电压传感器125测量的湿式继电器6的接触电极之间的电压处于等离子点火电压水平(或电弧引发电压水平)或者以上。当达到或超过这样的电压水平时，控制器18可以确定湿式继电器6的接触电极存在接触分离。所确定的接触分离时间可以用于确定接触粘滞持续时间，该接触粘滞持续时间可以用于电力接触健康评估。
电弧抑制器126被配置成为湿式继电器6接触件提供电弧抑制。电弧抑制器126可以在电力接触健康评估器1的外部，或者替选地，可以被实现为电力接触健康评估器1的集成部分。电弧抑制器126可以配置成以单相电源或多相电源操作。附加地，电弧抑制器8可以是AC电力类型或DC电力类型。
在一些方面，电弧抑制器126可以用于正常负载条件。在一些方面，电弧抑制器126可以被设计成在过电流或接触过载条件下抑制接触故障电弧或者可以不被设计成在过电流或接触过载条件下抑制接触故障电弧。
在一些方面，电弧抑制器126锁与控制器18之间的连接1812可以用于启用(解锁)电弧抑制器(例如，当继电器线圈驱动器信号激活时)或者禁用(锁定)电弧抑制器(例如，当继电器线圈驱动器信号未激活时)。
在一些方面，电弧抑制器126可以包括接触分离检测器(contact separationdetector，CSD)(图2中未示出)，该接触分离检测器(CSD)被配置成检测作为接触循环的一部分的、湿式继电器6电力接触电极分离时的时间点。与控制器18的连接(例如，1812)可以用于传送当CSD在湿式继电器6的接触循环内检测到接触分离时的时间点的接触分离指示。接触分离指示可以由控制器18使用来提供关于湿式继电器6的接触电极状况的电力接触健康评估。
在一些方面，电弧抑制器126可以是单相电弧抑制器或多相电弧抑制器。附加地，电弧抑制器可以是AC电力类型或DC电力类型。
电流传感器127被配置成监测通过湿式继电器6接触件的电流。在一些方面，电流传感器126包括以下元件中的一个或更多个：固态继电器、桥式整流器、限流器、电阻器、电容器、反极性保护元件、以及替选的或可选的元件例如光隔离器、光耦合器、簧片继电器和模数转换器。
在一些方面，控制器18状态指示器输出引脚(SIO)引脚181将逻辑状态发送至状态指示器110。SIO是当状态指示器输出为高时的逻辑标签状态，并且/SIO是当状态指示器输出为低时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18数据通信接口连接(TXD/RXD)182将数据逻辑状态发送至数据通信接口19。RXD是标识接收数据通信标记的逻辑标签状态，并且/RXD是标识接收数据通信间隔的逻辑标签状态。TXD是标识发送数据通信标记的逻辑标签状态，并且/TXD是标识发送数据通信间隔的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18干式线圈输出(DCO)引脚183将逻辑状态发送至干式线圈电力开关111。DCO是干式线圈输出通电时的逻辑标签状态，并且/DCO是干式线圈输出断电时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18湿式线圈输出引脚(WCO)184将逻辑状态发送至湿式线圈电力开关112。WCO是湿式线圈输出通电时的逻辑状态，并且/WCO是湿式线圈输出断电时的逻辑状态。
在一些方面，控制器18干式线圈输入引脚(DCI)185接收干式线圈电流传感器113的逻辑状态。DCI是干式线圈电流不存在时的逻辑状态，并且/DCI是干式线圈电流存在时的逻辑状态。
在一些方面，控制器18湿式线圈输入引脚(WCI)186接收湿式线圈电流传感器114的逻辑状态。WCI是湿式线圈电流不存在时的逻辑标签状态，并且/WCI是湿式线圈电流存在时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18线圈驱动器输入引脚(CDI)187接收线圈信号转换器16的逻辑状态。CDI是断电线圈驱动器的逻辑状态。/CDI是通电线圈驱动器的逻辑状态。
在一些方面，控制器18代码控制连接(CCC)188接收和发送代码控制芯片120的逻辑状态。CCR是标识接收数据逻辑高的逻辑标签状态，并且/CCR是标识接收数据逻辑低的逻辑标签状态。CCT是标识发送数据逻辑高的逻辑标签状态，并且/CCT是标识发送数据逻辑低的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18模式控制开关输入引脚(S)189从模式控制开关17接收逻辑状态。S表示模式控制开关打开逻辑状态，并且/S表示模式控制开关闭合逻辑状态。
在一些方面，控制器18连接1810从过电流保护(overcurrent protection，OCP)电压传感器123接收逻辑状态。OCPVS是OCP未被熔断打开时的逻辑标签状态，并且/OCPVS是OCP被熔断打开时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18连接1811从湿式接触电压传感器(VS)125接收逻辑状态。WCVS是当VS发送逻辑高时的逻辑标签状态，并且/WCVS是当VS发送逻辑低时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18连接1812将逻辑状态发送至电弧抑制器126锁。ASL为电弧抑制锁定时的逻辑标签状态，并且/ASL为电弧抑制解锁时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18连接1813和连接1814从接触电流传感器127接收逻辑状态。CCS是不存在接触电流时的逻辑标签状态，并且/CCS是存在接触电流时的逻辑标签状态。
在一些方面，控制器18可以配置一个或更多个定时器(例如，结合对故障条件进行检测和对湿式接触件和干式接触件的去激活进行排序)。可以由控制器18配置的不同定时器的示例定时器标签和定义包括以下定时器中的一个或更多个。
在一些方面，线圈驱动器输入延迟定时器延迟对线圈驱动器输入信号的逻辑状态的处理。COIL_DRIVER_INPUT_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，开关去弹跳定时器延迟对开关输入信号的逻辑状态的处理。SWITCH_DEBOUNCE_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，接收数据定时器延迟对接收数据输入信号的逻辑状态的处理。RECEIVE_DATA_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，发送数据定时器延迟对发送数据输出信号的逻辑状态的处理。TRANSMIT_DATA_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，湿式线圈输出定时器延迟对湿式线圈输出信号的逻辑状态的处理。WET_COIL_OUTPUT_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，湿式电流输入定时器延迟对湿式电流输入信号的逻辑状态的处理。WET_CURRENT_INPUT_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，干式线圈输出定时器延迟对干式线圈输出信号的逻辑状态的处理。DRY_COIL_OUTPUT_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，干式电流输入定时器延迟对干式电流输入信号的逻辑状态的处理。DRY_CURRENT_INPUT_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
在一些方面，信号指示器输出延迟定时器延迟对信号指示器输出的逻辑状态的处理。SIGNAL_INDICATOR_OUTPUT_DELAY_TIMER是定时器运行时的标签。
接触粘滞持续时间
在一系列连续观察窗内作为接触循环次数的函数的电力接触粘滞持续时间、其增长以及其增长变化以及其数学分析是电极表面劣化/衰减的替代，并且是电力接触健康评估的基础。如以上所提及的，电力接触粘滞持续时间是用于断开电力接触件的线圈激活信号与实际电力接触件分离之间的时间差。
在一些方面，电力CSD(例如，位于电弧抑制器126内部或作为单独的电路)报告接触件分离的精确时刻。这是接触件断开微焊接并且两个接触电极开始彼此远离移动的具体时刻。在没有电弧抑制器的情况下，即使接触件分离，并且电极彼此远离移动，由于两个电极之间维持的电弧，电流仍然流过接触件并且通过电力负载。与使用当维持的电弧终止时电流停止在分离的电力接触电极之间流动的时刻相比，电力CSD提供了较高程度的预测准确度。
在一些方面，随着接触件在其操作寿命中保持电力循环，电力接触粘滞持续时间随时间的分析允许由健康评估器1进行电力接触健康评估。例如，随着接触循环次数的增加，增加的电力接触粘滞持续时间是使电力接触健康劣化(例如，表面电极劣化/衰减)的指示。
继电器行业将某个电力接触粘滞持续时间视为失效，并且永久焊接的接触是失效的电力接触。当电力接触老化时，电力接触粘滞持续时间变长。当弹簧力随时间变弱时，则电力接触粘滞持续时间变长。当电流较高并且微焊接变强时，电力接触粘滞持续时间变长。在一些方面，作为电力接触循环的函数的电力接触粘滞持续时间的数学分析允许实现电力接触健康评估。数学分析比较了两个固定的非重叠采样窗之间的电力接触粘滞持续时间增加。电力接触粘滞持续时间增加也是电力接触衰减的指示，并且也是即将发生的电力接触失效预测的替代。
在一些方面，当线圈断电事件启动持续时间计时器和接触负载电流断开电弧(或接触分离的时刻)停止计时器时，可以测量接触粘滞(例如，对于常开NO(形式A)接触)。
接触器是继电器的特定的、通常是重载的、大电流的实施方式。研究电力接触电极表面腐蚀时的实验证据表明，接触粘滞持续时间可以用作电力接触健康的替代。进一步的研究表明，随着电力应用中接触循环的总数量，电力接触粘滞持续时间变得越来越长。由于以粗糙、凹坑和凹面的形式增加和复合的电力接触电极表面腐蚀，接触粘滞持续时间随时间变得最差。在这方面，当电力接触粘滞持续时间增加时，电力接触健康降低。
进一步的研究表明，接触粘滞持续时间和接触健康关系既不是线性的，也不是遵循自然指数衰减规律，而是遵循A(N)＝A(ref)*B^N形式的指数衰减规律，其中，A(ref)是来自继电器或接触器的新状况电力接触的第一参考粘滞持续时间，A(N)是N个接触循环之后的粘滞持续时间，B是粘滞持续时间增长因子，并且N是接触循环的次数。
在当A(ref)＝40ms、初始参考电力接触粘滞持续时间A(N)＝1000ms的方面中，行业接受的最大电力接触粘滞持续时间N＝10,000,000次循环(可以被视为典型的“最大电力接触电气预期寿命”)。因此，B＝321.87x10E-9。该值是极低的粘滞持续时间增长率，并且可能与在额定电力负载下操作时实际经历的最大电力接触电气寿命不一致。一些继电器和接触器制造商在其数据表中发布了与负载相关的最大电气接触寿命表。
由于与电力接触电气预期寿命相关的不一致和混淆，本文讨论的技术可以用于电力接触健康评估器，该电力接触健康评估器能够测量粘滞持续时间、计算、定量和定性地评估电力继电器和接触器中接触的实际健康状况。在一些方面，电力接触健康评估可以基于两个或更多个观察窗(WoO)之间的电力接触平均粘滞持续时间的比率。
图3描绘了根据一些实施方式的用于电力接触健康评估的平均电力接触粘滞持续时间的对数刻度图300。
在一些方面，观察窗可以如下建立(并且参照图3中的图300)。在重置电力接触健康评估器或清除粘滞持续时间寄存器之后，可以设置第一观察窗(WoO1)。第一观察窗从第一电力接触粘滞持续时间测量开始，并且在例如第100个粘滞持续时间测量之后结束(例如，N1＝100个接触循环)。如图3所见，WoO1的电力接触平均粘滞持续时间为31.25ms。
可以基于第一窗和第一窗的平均粘滞持续时间来配置后续观察窗。第二观察窗WoO2从第101个测量开始。第二观察窗可以被配置成当电力接触平均粘滞持续时间是例如第一观察窗平均粘滞持续时间的值的两倍(或另一倍数)时结束。在图3的示例中，当该窗的平均粘滞持续时间达到2x31.25ms＝62.5ms时(在接触循环N2处，其中N2可能与N1不同)，WoO2结束。
第三观察窗(WoO3)在第二观察窗之后(在N2个接触循环之后)开始。当电力接触平均粘滞持续时间是例如第二观察窗平均粘滞持续时间的值的两倍(或另一倍数)时，第三观察窗结束。在图3的示例中，当该窗的平均粘滞持续时间达到2x62.5ms＝125ms时，WoO3结束。
第四观察窗(WoO4)在第三观察窗之后(在N3个接触循环之后)开始。当电力接触平均粘滞持续时间是例如第三观察窗平均粘滞持续时间的值的两倍(或另一倍数)时，第四观察窗结束。在图3的示例中，当该窗的平均粘滞持续时间达到2x125ms＝250ms时，WoO4结束。
第五观察窗(WoO5)在第四观察窗之后(在N4个接触循环之后)开始。当电力接触平均粘滞持续时间是例如第四观察窗平均粘滞持续时间的值的两倍(或另一倍数)时，第五观察窗结束。在图3的示例中，当该窗的平均粘滞持续时间达到2x250ms＝500ms时，WoO5结束。
第六观察窗(WoO6)在第五观察窗之后(在N5个接触循环之后)开始。当电力接触平均粘滞持续时间是例如第五观察窗平均粘滞持续时间的值的两倍(或另一倍数)时，第六观察窗结束。在图3的示例中，当该窗的平均粘滞持续时间达到2x500ms＝1000ms时，WoO6结束。
在一些方面，最后的观察窗(或观察窗)被配置成使得该窗的平均粘滞持续时间等于预定义的粘滞持续时间阈值(例如，1000ms，其被认为是指示接触失效的行业限制)。每个获得的/配置的观察窗可以与当电极的接触粘滞持续时间落在对应的窗内时指示接触电极的健康的对应健康评估特征相关联。例如，如果在任何给定时刻测量的接触粘滞持续时间为100ms，则由于100ms落入观察窗WoO3内，则会输出“平均”的健康评估。在一些方面，百分比指示可以用于健康评估或条形指示器以提供针对每个配置的观察窗的电力接触健康评估。
在一些方面，可以针对各个和每个接触断开时刻如下测量电力接触粘滞持续时间(power contact stick duration，PCSD)：PCSD＝接触件断开时间-线圈断电时间。在一些方面，接触件断开时间可能与负载电流关闭时间不同。电弧熄灭之后负载电流关闭。电弧燃烧持续时间可以高达约二分之一的电力循环。此外，电弧可能在下一电力半循环内重新点燃并且保持燃烧。接触件断开时间是电力接触断开电弧点燃时的时间。
在一些方面，可以测量电力接触峰值粘滞持续时间(power contact peak stickduration，PCPSD)并且将其用于电力接触健康评估。可以测量PCPSD并且将其记录为在特定观察时间窗内的最大电力接触粘滞持续时间(PCSDmax)(或PCPSD＝PCSDmax)。
在一些方面，可以测量电力接触平均粘滞持续时间(power contact averagestick duration，PCASD)并且将其用于电力接触健康评估。可以针对一个或更多个特定的观察窗计算PCASD。PCASD可以等于定义的时间窗内的所有粘滞持续时间的总和除以特定观察窗内的接触循环次数。
在一些方面，可以测量电力接触粘滞持续时间波峰因数(power contact stickduration crest factor，PCSDCF)并且将其用于电力接触健康评估。可以针对一个或更多个特定的观察时间窗计算PCSDCF。PCSTCF可以等于峰值粘滞持续时间除以特定观察窗内的平均粘滞持续时间。
在一些方面，可以以绝对值或相对值定量地显示和报告电力接触健康评估，例如绝对定量电力接触健康状况，包括0ms至1000ms之间的电力接触峰值粘滞持续时间。
在一些方面，电力接触粘滞持续时间波峰因数可以针对图3中的观察窗如下进行计算，并且用于电力接触健康评估：对于0ms至31.25ms的平均粘滞观察时间窗，PCSDCF分别在128与32之间(“完美/新状况失效”)；对于31.25ms至62.5ms的平均粘滞观察时间窗，PCSDCF分别在32与16之间(“良好状况失效”)；对于62.5ms至125ms的平均粘滞观察时间窗，PCSDCF分别在16与8之间(“平均状况失效”)；对于125ms至250ms的平均粘滞观察时间窗，PCSDCF分别在8与4之间(“不佳状况失效”)；对于250ms至500ms的平均粘滞观察时间窗，PCSDCF分别在4与2之间(“替换状况失效”)；以及对于500ms至1000ms的平均粘滞观察时间窗，PCSDCF分别在2与1之间(“失效状况失效”)。
在一些方面，可以提供以下定量的电力接触健康评估：电力接触健康状况从100％至97％(新)；电力接触健康状况从97％至94％(新)；电力接触健康状况从94％至87.5％(平均)；电力接触健康状况从87.5％至75％(不佳)；电力接触健康状况从75％至50％(替换)；以及电力接触健康状况从50％至0％(失效)。
在一些方面，可以定性地显示和报告电力接触健康评估，如下：针对电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)从0ms至31.25ms为“新”；针对电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)从31.25ms至62.5ms为“良好”；针对电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)从62.5ms至125ms为“平均”；针对电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)从125ms至250ms为“不佳”；针对电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)从250ms至500ms为“替换”；以及对于电力接触平均粘滞持续时间(PCASD)从500ms至1000ms为“失效”。
在一些方面，电力接触健康评估器1寄存器可以位于控制器18的内部或外部。例如，代码控制芯片120可以被配置成存储下文中描述的电力接触健康评估器1寄存器。
在一些方面，可以使用UART、SPI或任何其他处理器通信方法通过通信接口将地址和数据写入寄存器或从寄存器读回地址和数据。
在一些方面，寄存器可以包含用于以下操作的数据：计算可以被理解为涉及执行数学操作；控制可以被理解为涉及处理输入数据以产生所期望的输出数据；检测可以被理解为涉及注意或以其他方式检测稳态的变化；指示可以被理解为涉及向用户发出通知；日志记录可以被理解为涉及关联日期、时间和事件；测量可以被理解为涉及获取有关物理参数的数据值；监测可以被理解为涉及观察稳态的变化；处理可以被理解为涉及针对一个或更多个事件执行控制器或处理器任务；以及记录可以被理解为涉及将感兴趣的事件写入和存储至映射的寄存器中。
在一些方面，电力接触健康评估器1寄存器可以包含数据阵列、数据位、数据字节、数据矩阵、数据指针、数据范围和数据值。
在一些方面，电力接触健康评估器1寄存器可以存储控制数据、默认数据、功能数据、历史数据、操作数据和统计数据。在一些方面，电力接触健康评估器1寄存器可以包括认证信息、加密信息、处理信息、生产信息、安全信息和验证信息。在一些方面，电力接触健康评估器1寄存器可以与外部控制、外部数据处理、工厂使用、未来使用、内部控制、内部数据处理和用户任务结合使用。
在一些方面，读取特定寄存器字节、字节或位可以将该值重置为零(0)。
以下是可以为电力接触健康评估器1配置的示例寄存器。
在一些方面，模式寄存器(在表1中示出)可以被配置成包含用于所选择的模式的数据位。电力接触健康评估器1可以预加载有寄存器默认设置。在默认模式下，电力接触健康评估器1可以按照出厂默认设置的指示独立且单独地操作。
在一些方面，可以结合模式寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x60和写入@0x20。
表1：
Figure BDA0003614942040000241
在一些方面，警报寄存器(在表2中示出)可以被配置成包含用于所选择的警报方法的数据位。
在一些方面，可以结合警报寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x61和写入@0x21。
表2：
Figure BDA0003614942040000242
Figure BDA0003614942040000251
在一些方面，代码控制寄存器(在表3中示出)可以被配置成包含用于所选择的代码类型的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合代码控制寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x62和写入@0x22。
表3：
Figure BDA0003614942040000252
Figure BDA0003614942040000261
在一些方面，接触限制寄存器(在表4中示出)可以被配置成包含用于所选择的接触限制规范的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合接触限制寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x63和写入@0x23。
表4：
Figure BDA0003614942040000262
Figure BDA0003614942040000271
在一些方面，数据通信寄存器(在表5中示出)可以被配置成包含用于所选择的数据通信方法的数据位。
在一些方面，可以结合数据通信寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x64；和写入@0x24。
表5：
Figure BDA0003614942040000272
在一些方面，线圈驱动器参数寄存器(在表6中示出)可以被配置成包含用于所选择的线圈驱动器参数规范的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合线圈驱动器参数寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x65和写入@0x25。
表6：
Figure BDA0003614942040000281
在一些方面，线圈驱动器模式寄存器(在表7中示出)可以被配置成包含用于所选择的线圈驱动器模式条件的数据位。
在一些方面，可以结合线圈驱动器模式寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x66和写入@0x26。
表7：
Figure BDA0003614942040000282
Figure BDA0003614942040000291
在一些方面，干式线圈输出延迟定时器寄存器(在表8中示出)可以被配置成包含用于干式延迟定时的值。
在一些方面，可以结合干式继电器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x67和写入@0x27。
表8：
Figure BDA0003614942040000292
在一些方面，故障寄存器(在表9中示出)可以被配置成包含用于所选择的故障条件的数据位。
在一些方面，可以结合故障寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x68和写入@0x28。
表9：
Figure BDA0003614942040000301
在一些方面，闪光代码寄存器(在表10中示出)可以被配置成包含用于所选择的LED闪光代码颜色的数据位。
在一些方面，可以结合闪光代码寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x69和写入@0x29。
表10：
Figure BDA0003614942040000302
Figure BDA0003614942040000311
在一些方面，历史寄存器(在表11中示出)可以被配置成包含用于所选择的历史信息的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合历史寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x6A和写入@0x2A。
表11：
Figure BDA0003614942040000312
Figure BDA0003614942040000321
在一些方面，输入寄存器(在表12中示出)可以被配置成包含用于所选择的输入状态的数据位。
在一些方面，可以结合输入寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x6B和写入@0x2B。
表12：
Figure BDA0003614942040000322
Figure BDA0003614942040000331
在一些方面，LED颜色寄存器(在表13中示出)可以被配置成包含用于所选择的LED颜色的数据位。
在一些方面，可以结合LED颜色寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x6C和写入@0x2C。
表13：
Figure BDA0003614942040000332
在一些方面，输出寄存器(在表14中示出)可以被配置成包含用于所选择的输出状态的数据位。
在一些方面，可以结合输出寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x6D和写入@0x2D。
表14：
Figure BDA0003614942040000341
在一些方面，状态寄存器(在表15中示出)可以被配置成包含用于所选择的状态信息的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合状态寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x6E和写入@0x2E。
表15：
Figure BDA0003614942040000351
在一些方面，统计寄存器(在表16中示出)可以被配置成包含用于所选择的统计信息的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合统计寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x6F和写入@0x2F。
表16：
Figure BDA0003614942040000352
Figure BDA0003614942040000361
在一些方面，状态寄存器(在表17中示出)可以被配置成包含用于所选择的状态信息的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合状态寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x70和写入@0x30。
表17：
Figure BDA0003614942040000362
Figure BDA0003614942040000371
在一些方面，版本寄存器(在表18中示出)可以被配置成包含用于版本信息的数据阵列指针。
在一些方面，可以结合版本寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x71和写入@0x31。
表18：
Figure BDA0003614942040000372
Figure BDA0003614942040000381
在一些方面，湿式线圈输出延迟定时器寄存器(在表19中示出)可以被配置成包含用于湿式延迟定时的值。
在一些方面，可以结合湿式线圈输出延迟定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x72和写入@0x32。
表19：
Figure BDA0003614942040000382
在一些方面，开关去弹跳定时器寄存器(在表20中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值，例如用于开关去弹跳定时的值。
在一些方面，可以结合开关去弹跳定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x73和写入@0x33。
表20：
Figure BDA0003614942040000383
在一些方面，接收数据延迟定时器寄存器(在表21中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。
在一些方面，可以结合接收数据延迟定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x74和写入@0x34。
表21：
Figure BDA0003614942040000391
在一些方面，发送数据延迟定时器寄存器(在表22中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。
在一些方面，可以结合发送数据延迟定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x75和写入@0x35。
表22：
Figure BDA0003614942040000392
在一些方面，湿式线圈电流输入延迟定时器寄存器(在表23中示出)可以被配置成包含用于湿式线圈输出定时的值。
在一些方面，可以结合湿式线圈电流输入延迟定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x76和写入@0x36。
表23：
Figure BDA0003614942040000393
在一些方面，干式线圈电流输入延迟定时器寄存器(在表24中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。
在一些方面，可以结合干式线圈电流输入延迟定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x77和写入@0x37。
表24：
Figure BDA0003614942040000401
在一些方面，信号指示器输出延迟定时器寄存器(在表25中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。
在一些方面，可以结合信号指示器输出延迟定时器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x78和写入@0x38。
表25：
Figure BDA0003614942040000402
在一些方面，传感器输入寄存器(在表26中示出)可以被配置成包含用于所选择的传感器状态的数据位。
在一些方面，可以结合传感器输入寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x79和写入@0x39。
表26：
Figure BDA0003614942040000403
Figure BDA0003614942040000411
在一些方面，过电流保护电压传感器寄存器(在表27中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。
在一些方面，可以结合过电流保护(OCP)电压传感器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x7A和写入@0x3A。
表27：
Figure BDA0003614942040000412
在一些方面，湿式接触电压传感器寄存器(在表28中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合湿式接触电压传感器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x7B和写入@0x3B。
表28：
Figure BDA0003614942040000421
在一些方面，湿式接触电流传感器寄存器(在表29中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合湿式接触电流传感器寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x7C和写入@0x3C。
表29：
Figure BDA0003614942040000422
在一些方面，故障电弧寄存器(在表30中示出)可以被配置成包含用于所选择的传感器状态的数据位。
在一些方面，可以结合故障电弧参数寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x7D和写入@0x3D。
表30：
Figure BDA0003614942040000423
Figure BDA0003614942040000431
在一些方面，安培数跳闸点寄存器(在表31中示出)可以被配置成包含用于特定跳闸点设置的一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合安培数跳闸点寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x7E和写入@0x3E。
表31：
Figure BDA0003614942040000432
在一些方面，安培数跳闸延迟寄存器(在表32中示出)可以被配置成包含用于特定跳闸点设置的一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合安培数跳闸延迟寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x7F和写入@0x3F。
表32：
Figure BDA0003614942040000441
在一些方面，故障电弧电压寄存器(在表33中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧电压寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x80和写入@0x40。
表33：
Figure BDA0003614942040000442
在一些方面，故障电弧电压梯度寄存器(在表34中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms和/或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧电压梯度寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x81和写入@0x41。
表34：
Figure BDA0003614942040000443
Figure BDA0003614942040000451
在一些方面，故障电弧电流寄存器(在表35中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧电流寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x82和写入@0x42。
表35：
Figure BDA0003614942040000452
在一些方面，故障电弧电阻寄存器(在表36中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧电阻寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x83和写入@0x43。
表36：
Figure BDA0003614942040000453
在一些方面，故障电弧电阻梯度寄存器(在表37中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧电阻梯度寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x84和写入@0x44。
表37：
Figure BDA0003614942040000461
在一些方面，故障电弧电力寄存器(在表38中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧电力寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x85和写入@0x45。
表38：
Figure BDA0003614942040000462
在一些方面，故障电弧持续时间寄存器(在表39中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧持续时间寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x86和写入@0x46。
表39：
Figure BDA0003614942040000463
在一些方面，故障电弧能量寄存器(在表40中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。该值可以被表示为例如但不限于为平均值、均值、中值、rms或峰值。
在一些方面，可以结合故障电弧能量寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x87和写入@0x47。
表40：
Figure BDA0003614942040000471
在一些方面，断开电弧寄存器(在表41中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合断开电弧寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x88和写入@0x48。
表41：
Figure BDA0003614942040000472
Figure BDA0003614942040000481
在一些方面，接通电弧寄存器(在表42中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接通电弧寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x89和写入@0x49。
表42：
Figure BDA0003614942040000482
在一些方面，接触寄存器(在表43中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x8A和写入@0x4A。
表43：
Figure BDA0003614942040000491
在一些方面，接触循环寄存器(在表44中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触循环寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x8B和写入@0x4B。
表44：
Figure BDA0003614942040000492
Figure BDA0003614942040000501
在一些方面，接触粘滞寄存器(在表45中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触粘滞寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x8C和写入@0x4C。
表45：
Figure BDA0003614942040000502
Figure BDA0003614942040000511
在一些方面，接触健康寄存器(在表46中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触健康寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x8D和写入@0x4D。
表46：
Figure BDA0003614942040000512
在一些方面，接触健康评估寄存器(在表47中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触健康评估寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x8E和写入@0x4E。
表47：
Figure BDA0003614942040000521
在一些方面，接触故障寄存器(在表48中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触故障寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x8F和写入@0x4F。
表48：
Figure BDA0003614942040000522
Figure BDA0003614942040000531
在一些方面，接触失效寄存器(在表49中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接触失效寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x90和写入@0x50。
表49：
Figure BDA0003614942040000532
在一些方面，接通弹跳电弧寄存器(a make bounce arc register)(在表50中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合接通弹跳电弧寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x91和写入@0x51。
表50：
Figure BDA0003614942040000541
在一些方面，断开弹跳电弧寄存器(在表51中示出)可以被配置成包含一个或更多个字节值。在一些方面，可以结合断开弹跳电弧寄存器使用以下读取和写入命令：读取@0x92和写入@0x52。
表51：
Figure BDA0003614942040000542
Figure BDA0003614942040000551
图4描绘了根据一些实施方式的健康评估器例如图1至图2的电力接触健康评估器1的封装示例400。
附加示例
对各种实施方式的描述本质上仅是示例性的，并且因此，不偏离本文中的示例和具体描述的要旨的变型旨在落入本公开内容的范围内。这样的变型不应被认为偏离本公开内容的精神和范围。
示例1是一种电路，包括：端子对，所述端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组；可操作地耦接至所述端子对的电力切换电路，所述电力切换电路被配置成切换来自外部电源的电力，并且基于第一逻辑状态信号触发所述可切换接触电极组的激活或者基于第二逻辑状态信号触发所述可切换接触电极组的去激活；可操作地耦接至所述端子对的接触分离检测器，所述接触分离检测器被配置成确定在所述去激活期间的所述电力接触装置的可切换接触电极组的分离时间；以及可操作地耦接至所述端子对、所述电力切换电路和所述接触分离检测器的控制器电路，所述控制器电路被配置成：对于第一观察窗内的所述电力接触装置的多个接触循环中的每个接触循环：生成所述第二逻辑状态信号以触发所述可切换接触电极组的去激活；并且确定与所述可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间，所述接触粘滞持续时间基于生成所述第二逻辑状态信号的时间与所述接触循环期间的分离时间之间的差；基于所述第一观察窗内每个接触循环的接触粘滞持续时间，确定所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间；基于所述第一观察窗的平均粘滞持续时间，配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗；以及基于所述第一观察窗之后确定的后续接触粘滞持续时间和所述一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间，生成针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
在示例2中，示例1的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：从先前观察窗的平均粘滞持续时间得出每个所述对应的平均粘滞持续时间。
在示例3中，示例2的主题包括，其中，所述一个或更多个附加观察窗包括：与第二平均接触粘滞持续时间相关联的第二观察窗，所述第二平均接触粘滞持续时间是所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间的第一倍数；与第三平均接触粘滞持续时间相关联的第三观察窗，所述第三平均接触粘滞持续时间是所述第二平均接触粘滞持续时间的第二倍数；与第四平均接触粘滞持续时间相关联的第四观察窗，所述第四平均接触粘滞持续时间是所述第三平均接触粘滞持续时间的第三倍数；与第五平均接触粘滞持续时间相关联的第五观察窗，所述第五平均接触粘滞持续时间是所述第四平均接触粘滞持续时间的第四倍数；以及与第六平均接触粘滞持续时间相关联的第六观察窗，所述第六平均接触粘滞持续时间是所述第五平均接触粘滞持续时间的第五倍数。
在示例4中，示例3的主题包括，其中，所述第一倍数、所述第二倍数、所述第三倍数、所述第四倍数和所述第五倍数等于2的倍数。
在示例5中，示例3至4的主题包括，其中，所述观察窗和所述一个或更多个附加观察窗中的每一个与多个可用健康评估特征中的接触健康评估特征相关联。
在示例6中，示例5的主题包括，其中，所述多个健康评估特征包括：与所述第一观察窗相关联的“新状况”健康评估特征；与所述第二观察窗相关联的“良好状况”健康评估特征；与所述第三观察窗相关联的“平均状况”健康评估特征；与所述第四观察窗相关联的“不佳状况”健康评估特征；与所述第五观察窗相关联的“替换状况”健康评估特征；以及与所述第六观察窗相关联的“失效状况”健康评估特征。
在示例7中，示例1至6的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：配置所述一个或更多个附加观察窗中的最后一个观察窗以包括具有以下平均接触粘滞持续时间的观察窗，所述平均接触粘滞持续时间等于预先配置的与失效的可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间阈值。
在示例8中，示例7的主题包括，其中，所述预先配置的接触粘滞持续时间阈值为1秒或更大。
在示例9中，示例3至8的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：基于所述第一观察窗期间的峰值接触粘滞持续时间除以所述平均接触粘滞持续时间，确定针对所述第一观察窗的电力接触粘滞持续时间波峰因数(PCSDCF)。
在示例10中，示例9的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：基于针对所述一个或更多个附加观察窗中的每一个的对应的峰值接触粘滞持续时间和所述对应的平均接触粘滞持续时间，确定针对所述一个或更多个附加观察窗中的每一个的附加PCSDCF。
在示例11中，示例10的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：基于与在所述第一观察窗之后确定的后续接触粘滞持续时间相关联的后续PCSDCF和所述PCSDCF以及所述附加PCSDCF的比较，生成针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
在示例12中，示例10至11的主题包括，其中，所述平均接触粘滞持续时间为31.25ms，并且，针对所述第一观察窗的PCSDCF在128与32之间。
在示例13中，示例12的主题包括，其中，所述第二平均接触粘滞持续时间为62.5ms，并且针对所述第二观察窗的PCSDCF在32与16之间；所述第三平均接触粘滞持续时间为125ms，并且针对所述第三观察窗的PCSDCF在16与8之间；所述第四平均接触粘滞持续时间为250ms，并且针对所述第四观察窗的PCSDCF在8与4之间；所述第五平均接触粘滞持续时间为500ms，并且针对所述第五观察窗的PCSDCF在4与2之间；以及所述第六平均接触粘滞持续时间为1000ms，并且针对所述第六观察窗的PCSDCF在2与1之间。
在示例14中，示例1至13的主题包括适于耦接至所述可切换接触电极组的电弧抑制器，所述电弧抑制器包括所述接触分离检测器。
在示例15中，示例1至14的主题包括，其中，所述接触分离检测器包括电压传感器，所述电压传感器被配置成感测跨所述可切换接触电极的电压。
在示例16中，示例15的主题包括，其中，所述电压传感器被配置成：当跨所述可切换接触电极的电压高于等离子体点火电压水平时，确定在所述去激活期间所述电力接触装置的可切换接触电极组的分离时间。
示例17是一种系统，包括：端子对，所述端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组；接触分离检测器，所述接触分离检测器被配置成确定在所述电力接触装置的去激活期间可切换接触电极组的分离时间；以及可操作地耦接至所述端子对和所述接触分离检测器的控制器电路，所述控制器电路被配置成：在第一观察窗内确定与所述可切换接触电极组相关联的多个接触粘滞持续时间，其中，所述多个接触粘滞持续时间中的每个接触粘滞持续时间是在所述第一观察窗内的电力接触装置的多个接触循环中的对应接触循环期间确定的，并且所述每个接触粘滞持续时间基于触发所述去激活的逻辑状态信号的生成与所述可切换接触电极组的分离时间之间的持续时间；基于所述多个接触粘滞持续时间确定针对所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间；配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗，所述对应的平均接触粘滞持续时间是基于针对所述第一观察窗的平均粘滞持续时间来确定的；并且基于所述第一观察窗之后的接触循环的后续接触粘滞持续时间和针对所述一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间，生成针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
在示例18中，示例17的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：从先前观察窗的平均粘滞持续时间得出每个所述对应的平均粘滞持续时间。
在示例19中，示例18的主题包括，其中，所述一个或更多个附加观察窗包括：与第二平均接触粘滞持续时间相关联的第二观察窗，所述第二平均接触粘滞持续时间是所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间的第一倍数；与第三平均接触粘滞持续时间相关联的第三观察窗，所述第三平均接触粘滞持续时间是所述第二平均接触粘滞持续时间的第二倍数；与第四平均接触粘滞持续时间相关联的第四观察窗，所述第四平均接触粘滞持续时间是所述第三平均接触粘滞持续时间的第三倍数；与第五平均接触粘滞持续时间相关联的第五观察窗，所述第五平均接触粘滞持续时间是所述第四平均接触粘滞持续时间的第四倍数；以及与第六平均接触粘滞持续时间相关联的第六观察窗，所述第六平均接触粘滞持续时间是所述第五平均接触粘滞持续时间的第五倍数。
在示例20中，示例19的主题包括，其中，所述第一倍数、所述第二倍数、所述第三倍数、所述第四倍数和所述第五倍数等于2的倍数。
在示例21中，示例19至20的主题包括，其中，所述观察窗和所述一个或更多个附加观察窗中的每一个与多个可用健康评估特征中的接触健康评估特征相关联。
在示例22中，示例21的主题包括，其中，所述多个健康评估特征包括：与所述第一观察窗相关联的“新状况”健康评估特征；与所述第二观察窗相关联的“良好状况”健康评估特征；与所述第三观察窗相关联的“平均状况”健康评估特征；与所述第四观察窗相关联的“不佳状况”健康评估特征；与所述第五观察窗相关联的“替换状况”健康评估特征；以及与所述第六观察窗相关联的“失效状况”健康评估特征。
在示例23中，示例17至22的主题包括，其中，所述控制器电路被配置成：配置所述一个或更多个附加观察窗中的最后一个观察窗以包括具有以下平均接触粘滞持续时间的观察窗，所述平均接触粘滞持续时间等于预先配置的与失效的可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间阈值。
在示例24中，示例23的主题包括，其中，所述预先配置的接触粘滞持续时间阈值为1秒或更大。
示例25是一种方法，包括：将接触分离检测器耦接至电力接触装置的端子对，所述接触分离检测器被配置成：基于逻辑状态信号确定在所述电力接触装置的去激活期间所述电力接触装置的可切换接触电极组的分离时间；将控制器电路耦接至所述端子对和所述接触分离检测器，所述控制器电路被配置成确定与所述可切换接触电极组相关联的多个粘滞持续时间，其中，所述多个粘滞持续时间中的每个粘滞持续时间是在第一观察窗内的电力接触装置的多个接触循环中的对应接触循环期间确定的，并且每个粘滞持续时间基于触发所述去激活的逻辑状态信号的生成与所述可切换接触电极组的分离时间之间的持续时间；基于所述多个接触粘滞持续时间确定针对所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间；配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗，所述对应的平均接触粘滞持续时间是基于针对所述第一观察窗的平均粘滞持续时间来确定的；以及基于在所述第一观察窗之后的接触循环的后续接触粘滞持续时间和所述一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间，生成针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
示例26是包括指令的至少一个机器可读介质，所述指令在由处理电路系统执行时使所述处理电路系统执行操作以实现示例1至25中的任一个。
示例27是包括实现示例1至25中的任一个的装置的设备。
示例28是实现示例1至25中的任一个的系统。
示例29是实现示例1至25中的任一个的方法。
以上的详细描述包括对附图的参照，这些附图形成详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了特定实施方式。这些实施方式在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出和描述的元件之外的元件。然而，本发明人还构想了仅提供所示出和描述的那些元件的示例。
本文献中提及的所有出版物、专利和专利文献通过引用整体并入本文，如同通过引用单独地并入一样。如果在本文献与通过引用并入的那些文献之间存在不一致用法，则并入的(一个或更多个)参考文献中的用法应当被视为对本文献的用法的补充；对于矛盾的不一致之处，以本文献中的用法为准。
在本文献中，如在专利文献中常见的，术语“一”或“一个”被用于包括一个或多于一个，而与“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法无关。在本文献中，除非以其他方式指示，否则术语“或”被用来表示非排他性的或，使得“A或B”包括“A而非B”、“B而非A”以及“A和B”。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的普通英文等同物。此外，在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“包含(comprising)”是开放式的，也就是说，包括除了权利要求中在这样的术语之后列出的那些元素之外的元素的系统、装置、物品或过程仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对其对象施加数值要求。
另外，在不脱离本公开内容的范围的情况下，在各种实施方式中被描述和示出为离散或分开的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或集成。无论是电气地、机械地或者是以其他方式，被示出或讨论为彼此耦接或直接耦接或彼此通信的其他项可以通过一些接口、装置或中间部件间接地耦接或通信。其他改变、替换和变更的示例可以由本领域技术人员确定，并且可以在不脱离本文中公开的范围的情况下做出。
以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多个方面)可以彼此组合使用。在回顾以上描述之后，例如由本领域普通技术人员可以使用其他实施方式。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以允许读者快速地确定技术公开的性质。提交了摘要并理解：摘要将不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上具体实施方式中，各种特征可以被组合在一起以组织本公开内容。这不应当被解释为旨在未要求保护的公开特征对于任何权利要求而言是必要的。而是，发明主题可能不在于特定的公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求由此被并入具体实施方式中，其中每个权利要求自身独立地作为单独的实施方式。

Claims (20)

1.一种电路，包括：
端子对，所述端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组；
可操作地耦接至所述端子对的电力切换电路，所述电力切换电路被配置成切换来自外部电源的电力，并且基于第一逻辑状态信号触发所述可切换接触电极组的激活或者基于第二逻辑状态信号触发所述可切换接触电极组的去激活；
可操作地耦接至所述端子对的接触分离检测器，所述接触分离检测器被配置成确定在所述去激活期间所述电力接触装置的所述可切换接触电极组的分离时间；以及
可操作地耦接至所述端子对、所述电力切换电路和所述接触分离检测器的控制器电路，所述控制器电路被配置成：
对于第一观察窗内的所述电力接触装置的多个接触循环中的每个接触循环：
生成所述第二逻辑状态信号以触发所述可切换接触电极组的去激活；并且
确定与所述可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间，所述接触粘滞持续时间基于生成所述第二逻辑状态信号的时间与所述接触循环期间的分离时间之间的差；
基于所述第一观察窗内每个接触循环的接触粘滞持续时间，确定所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间；以及
基于所述第一观察窗的平均粘滞持续时间，配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗；
其中，针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估基于所述第一观察窗之后的后续接触粘滞持续时间和所述一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述控制器电路被配置成：
从先前观察窗的平均粘滞持续时间得出每个所述对应的平均粘滞持续时间。
3.根据权利要求2所述的电路，其中，所述一个或更多个附加观察窗包括：
与第二平均接触粘滞持续时间相关联的第二观察窗，所述第二平均接触粘滞持续时间是所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间的第一倍数；
与第三平均接触粘滞持续时间相关联的第三观察窗，所述第三平均接触粘滞持续时间是所述第二平均接触粘滞持续时间的第二倍数；
与第四平均接触粘滞持续时间相关联的第四观察窗，所述第四平均接触粘滞持续时间是所述第三平均接触粘滞持续时间的第三倍数；
与第五平均接触粘滞持续时间相关联的第五观察窗，所述第五平均接触粘滞持续时间是所述第四平均接触粘滞持续时间的第四倍数；以及
与第六平均接触粘滞持续时间相关联的第六观察窗，所述第六平均接触粘滞持续时间是所述第五平均接触粘滞持续时间的第五倍数。
4.根据权利要求3所述的电路，其中，所述第一倍数、所述第二倍数、所述第三倍数、所述第四倍数和所述第五倍数等于2的倍数。
5.根据权利要求3所述的电路，其中，所述观察窗和所述一个或更多个附加观察窗中的每一个与多个可用健康评估特征中的接触健康评估特征相关联。
6.根据权利要求5所述的电路，其中，所述多个健康评估特征包括：
与所述第一观察窗相关联的“新状况”健康评估特征；
与所述第二观察窗相关联的“良好状况”健康评估特征；
与所述第三观察窗相关联的“平均状况”健康评估特征；
与所述第四观察窗相关联的“不佳状况”健康评估特征；
与所述第五观察窗相关联的“替换状况”健康评估特征；以及
与所述第六观察窗相关联的“失效状况”健康评估特征。
7.根据权利要求6所述的电路，其中，
针对所述第一观察窗，所述平均接触粘滞持续时间为31.25；
针对所述第二观察窗，所述第二平均接触粘滞持续时间为62.5ms；
针对所述第三观察窗，所述第三平均接触粘滞持续时间为125ms；
针对所述第四观察窗，所述第四平均接触粘滞持续时间为250ms；
针对所述第五观察窗，所述第五平均接触粘滞持续时间为500ms；以及
针对所述第六观察窗，所述第六平均接触粘滞持续时间为1000ms。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电路，其中，所述控制器电路被配置成：
配置所述一个或更多个附加观察窗中的最后一个观察窗以包括具有以下平均接触粘滞持续时间的观察窗：所述平均接触粘滞持续时间等于预先配置的与失效的可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间阈值；并且
其中，所述预先配置的接触粘滞持续时间阈值为1秒或更大。
9.根据权利要求3所述的电路，其中，所述控制器电路被配置成：
基于所述第一观察窗期间的峰值接触粘滞持续时间除以所述平均接触粘滞持续时间，确定针对所述第一观察窗的电力接触粘滞持续时间波峰因数(PCSDCF)。
10.根据权利要求9所述的电路，其中，所述控制器电路被配置成：
基于针对所述一个或更多个附加观察窗中的每一个的对应的峰值接触粘滞持续时间和所述对应的平均接触粘滞持续时间，确定针对所述一个或更多个附加观察窗中的每一个的附加PCSDCF。
11.根据权利要求10所述的电路，其中，所述控制器电路被配置成：
基于与在所述第一观察窗之后确定的后续接触粘滞持续时间相关联的后续PCSDCF和所述PCSDCF以及所述附加PCSDCF的比较，生成针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估。
12.根据权利要求10所述的电路，其中，所述平均接触粘滞持续时间为31.25ms，并且针对所述第一观察窗的PCSDCF在128与32之间。
13.根据权利要求12所述的电路，其中，
所述第二平均接触粘滞持续时间为62.5ms，并且针对所述第二观察窗的PCSDCF在32与16之间；
所述第三平均接触粘滞持续时间为125ms，并且针对所述第三观察窗的PCSDCF在16与8之间；
所述第四平均接触粘滞持续时间为250ms，并且针对所述第四观察窗的PCSDCF在8与4之间；
所述第五平均接触粘滞持续时间为500ms，并且针对所述第五观察窗的PCSDCF在4与2之间；以及
所述第六平均接触粘滞持续时间为1000ms，并且针对所述第六观察窗的PCSDCF在2与1之间。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的电路，还包括：
电弧抑制器，所述电弧抑制器适于耦接至所述可切换接触电极组，所述电弧抑制器包括所述接触分离检测器。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的电路，其中，所述接触分离检测器包括电压传感器，所述电压传感器被配置成感测跨所述可切换接触电极的电压。
16.根据权利要求15所述的电路，其中，所述电压传感器被配置成：
当跨所述可切换接触电极的电压高于等离子体点火电压水平时，确定在所述去激活期间所述电力接触装置的所述可切换接触电极组的分离时间。
17.一种系统，包括：
端子对，所述端子对适于连接至电力接触装置的可切换接触电极组；
接触分离检测器，所述接触分离检测器被配置成确定在所述电力接触装置的去激活期间所述可切换接触电极组的分离时间；以及
可操作地耦接至所述端子对和所述接触分离检测器的控制器电路，所述控制器电路被配置成：
在第一观察窗内确定与所述可切换接触电极组相关联的多个接触粘滞持续时间，其中，所述多个接触粘滞持续时间中的每个接触粘滞持续时间是在所述第一观察窗内的所述电力接触装置的多个接触循环中的对应接触循环期间确定的，并且所述每个接触粘滞持续时间基于触发所述去激活的逻辑状态信号的生成与所述可切换接触电极组的分离时间之间的持续时间；
基于所述多个接触粘滞持续时间确定针对所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间；并且
配置具有对应的平均接触粘滞持续时间的一个或更多个附加观察窗，所述对应的平均接触粘滞持续时间是基于针对所述第一观察窗的平均粘滞持续时间来确定的；
其中，针对所述电力接触装置的可切换接触电极组的健康评估基于所述第一观察窗之后的接触循环的后续接触粘滞持续时间和针对所述一个或更多个附加观察窗的对应的平均接触粘滞持续时间。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制器电路被配置成：
从先前观察窗的平均粘滞持续时间得出每个所述对应的平均粘滞持续时间。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述一个或更多个附加观察窗包括：
与第二平均接触粘滞持续时间相关联的第二观察窗，所述第二平均接触粘滞持续时间是所述第一观察窗的平均接触粘滞持续时间的第一倍数；
与第三平均接触粘滞持续时间相关联的第三观察窗，所述第三平均接触粘滞持续时间是所述第二平均接触粘滞持续时间的第二倍数；
与第四平均接触粘滞持续时间相关联的第四观察窗，所述第四平均接触粘滞持续时间是所述第三平均接触粘滞持续时间的第三倍数；
与第五平均接触粘滞持续时间相关联的第五观察窗，所述第五平均接触粘滞持续时间是所述第四平均接触粘滞持续时间的第四倍数；以及
与第六平均接触粘滞持续时间相关联的第六观察窗，所述第六平均接触粘滞持续时间是所述第五平均接触粘滞持续时间的第五倍数。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的系统，其中，所述控制器电路被配置成：
配置所述一个或更多个附加观察窗中的最后一个观察窗以包括具有以下平均接触粘滞持续时间的观察窗：所述平均接触粘滞持续时间等于预先配置的与失效的可切换接触电极组相关联的接触粘滞持续时间阈值。
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