ES2255369A1 - Switchgear contact device loading determination method using electromagnetic radiation emitted by arcing upon contact operation - Google Patents
Switchgear contact device loading determination method using electromagnetic radiation emitted by arcing upon contact operationInfo
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Abstract
Description
Procedimiento para la determinación de la carga de una disposición de contacto.Procedure for load determination of a contact arrangement.
La invención se refiere a un procedimiento para la determinación de la carga de una disposición de contacto de un aparato eléctrico de conmutación utilizando la radiación electromagnética emitida por un arco voltaico que aparece durante una activación del contacto.The invention relates to a method for determining the load of a contact arrangement of a electrical switching apparatus using radiation electromagnetic emitted by a voltaic arc that appears during a contact activation.
Se conoce, por ejemplo, por la publicación DE 44 16 781 A1 un procedimiento de este tipo. Durante un proceso de conmutación de un aparato eléctrico de conmutación se produce regularmente un arco voltaico. En el procedimiento conocido, se detectan por medio de una bobina de recepción y/o de una antena los componentes magnéticos o eléctricos respectivos de una radiación electromagnética. Por medio de un amplificador y de un demodulador se procesa la curva del tiempo de la intensidad de la radiación electromagnética emitida por el arco voltaico durante un proceso de conmutación de una disposición de contacto. Para la determinación de la duración del arco voltaico y de su intensidad se puede evaluar la curva del tiempo. Como variable características se puede detectar con preferencia la amplitud máxima y/o la duración de tiempo de la radiación. En función de la radiación electromagnética medida durante un proceso de función se realiza una manifestación sobre el aparato eléctrico de conmutación con respecto a la fiabilidad del funcionamiento.It is known, for example, by publication DE 44 16 781 A1 such a procedure. During a process of switching of an electrical switching device occurs regularly a voltaic arc. In the known procedure, it detect by means of a reception coil and / or an antenna the respective magnetic or electrical components of a radiation electromagnetic By means of an amplifier and a demodulator the radiation intensity time curve is processed electromagnetic emitted by the arc during a process of switching a contact arrangement. For the determination of the duration of the arc and its intensity is You can evaluate the time curve. As variable characteristics the maximum amplitude and / or the duration of radiation time. Depending on the radiation Electromagnetic measured during a function process is performed a demonstration on the electrical switching device with regarding the reliability of operation.
Los dispositivos necesarios para la detección de la intensidad de la radiación electromagnética representan disposiciones relativamente intensivas de costes, porque la radiación electromagnética emitida por un arco voltaico oscila en una gama de alta frecuencia. Es necesario utilizar dispositivos de recepción y de procesamiento de resolución correspondientemente alta para poder representar la curva de la oscilación de la radiación electromagnética con una exactitud suficiente para realizar su curva de acuerdo con manifestaciones fiables hasta la carga actual del aparato eléctrico de conmutación.The devices necessary for the detection of the intensity of electromagnetic radiation represent relatively cost intensive provisions, because the electromagnetic radiation emitted by a voltaic arc oscillates in A high frequency range. It is necessary to use devices reception and resolution processing correspondingly high to be able to represent the oscillation curve of the electromagnetic radiation with sufficient accuracy to make your curve according to reliable manifestations until current load of the electrical switching device.
La presente invención tiene el cometido de configurar un procedimiento para la determinación de la carga de una disposición de contacto de un aparato eléctrico de conmutación, de tal manera que puede encontrar aplicación una disposición técnica de medición sencilla y de coste favorable, que procesa la radiación electromagnética emitida de un arco voltaico que aparece durante un proceso de conmutación.The present invention has the task of set up a procedure for determining the load of a contact arrangement of an electrical switching apparatus, in such a way that you can find application a provision simple and favorable cost measurement technique, which processes the electromagnetic radiation emitted from a voltaic arc that appears during a switching process.
El cometido se soluciona según la invención en un
procedimiento del tipo mencionado al principio porque se detecta la
radiación electromagnética, porque en función de la aparición de
la radiación electromagnética se determina un intervalo de tiempo
y porque este intervalo de tiempo establece los limites para una
determinación de una integral de calor de corriente, especialmente
de la integral de calor de corriente
\intI^{2}t dt.The task is solved according to the invention in a procedure of the type mentioned at the beginning because electromagnetic radiation is detected, because a time interval is determined based on the occurrence of electromagnetic radiation and because this time interval sets the limits for a determination of a current heat integral, especially the current heat integral
\ intI2 t dt.
Para la determinación de un intervalo de tiempo tiene una importancia secundaria una detección cuantitativa de la radiación electromagnética. El intervalo de tiempo solamente representa los límites para el cálculo de una integral de calor de corriente. El intervalo de tiempo puede presentar una duración predeterminada o se puede establecer de forma variable en su duración de acuerdo con el presente proceso de conmutación. En un caso sencillo es posible, por ejemplo, establecer en función de la radiación electromagnética aparecida, solamente el instante de comienzo para un intervalo de tiempo predefinido. Este instante de comienzo se puede establecer, por ejemplo, con la consecución de un valor umbral determinado de la intensidad de la radiación electromagnética. La medición de la radiación electromagnética "dispara" de esta manera el cálculo de la integral de calor de corriente. La determinación de la carga térmica de la disposición de contacto, que aparece durante un proceso de conmutación, a través del cálculo de una integral de calor de corriente en un intervalo de tiempo determinado representa una reproducción fiable de la carga respectiva de la disposición de contacto. Para el inicio del cálculo de la integral de calor de corriente a través de la radiación electromagnética solamente se necesita un dispositivo de detección muy sencillo para la determinación de la radiación electromagnética. No son necesarios grupos estructurales costosos de alta resolución para el seguimiento de la curva de la radiación y para una determinación derivada de ello de la carga de contacto.For the determination of a time interval a quantitative detection of the electromagnetic radiation. The time interval only represents the limits for the calculation of a heat integral of stream. The time interval may have a duration default or you can set it variable in your duration according to the present switching process. In a simple case it is possible, for example, to establish according to the electromagnetic radiation appeared, just the instant of Start for a predefined time interval. This instant of beginning can be established, for example, with the achievement of a determined threshold value of radiation intensity electromagnetic The measurement of electromagnetic radiation "triggers" in this way the calculation of the heat integral of stream. The determination of the thermal load of the arrangement of contact, which appears during a switching process, through of the calculation of a current heat integral in an interval of determined time represents a reliable reproduction of the respective load of the contact arrangement. For the start of calculation of the current heat integral through the electromagnetic radiation only one device is needed very simple detection for radiation determination electromagnetic No expensive structural groups are necessary High resolution for monitoring the radiation curve and for a determination derived therefrom from the burden of Contact.
Además, puede estar previsto de forma ventajosa que el comienzo del intervalo de tiempo corresponda al instante de la aplicación de la radiación electromagnética.In addition, it can be provided advantageously that the beginning of the time interval corresponds to the instant of The application of electromagnetic radiation.
Si está previsto iniciar el intervalo de tiempo con el comienzo de la aplicación de la radiación electromagnética, entonces solamente se requiere para ello una instalación de recepción muy sencilla. En este caso, no es necesaria una resolución cuantitativa y una reproducción de la radiación electromagnética. Solamente es necesaria la detección de la presencia de la radiación electromagnética para establecer el comienzo del intervalo de tiempo y para iniciar un cálculo de la integral de calor de corriente.If it is planned to start the time interval with the beginning of the application of electromagnetic radiation, then only one installation of Very simple reception. In this case, a quantitative resolution and radiation reproduction electromagnetic Only the detection of the presence of electromagnetic radiation to establish the beginning of the time interval and to start a calculation of the Integral heat current.
Otra configuración ventajosa puede prever que el final del intervalo de tiempo corresponda al instante de la supresión de la radiación electromagnética.Another advantageous configuration may provide that the end of the time interval corresponds to the instant of the suppression of electromagnetic radiation.
De la misma manera que se puede determinar la aplicación de la radiación electromagnética con dispositivos sencillos, se puede determinar también de una manera sencilla el instante de la supresión de la radiación electromagnética. Además de la selección de los límites del intervalo de tiempo durante la aplicación y la supresión de la radiación electromagnética, se pueden seleccionar también instantes que se encuentran dentro del intervalo como límites del intervalo de tiempo. Los valores límite para la fijación de un intervalo de tiempo son, por ejemplo, el instante de la aparición de un valor máximo de la radiación electromagnética o de la consecución de una subida determinada o valor umbral de la radiación electromagnética.In the same way that you can determine the application of electromagnetic radiation with devices simple, you can also determine in a simple way the instant of the suppression of electromagnetic radiation. further of the selection of the time interval limits during the application and suppression of electromagnetic radiation, it they can also select moments that are within the interval as time interval limits. Limit values for setting a time interval are, for example, the instant of the appearance of a maximum radiation value electromagnetic or the achievement of a certain rise or threshold value of electromagnetic radiation.
Además, de manera más ventajosa puede estar previsto que se determine el valor absoluto y el tiempo de la curva de la corriente que aparece durante el intervalo de tiempo.In addition, it can be more advantageous expected to determine the absolute value and time of the curve of the current that appears during the time interval.
La determinación de la curva de la corriente que aparece durante el intervalo de tiempo es posible de una manera sencilla por medio de un sistema de control y/o de supervisión del aparato de conmutación. La curva de la corriente es supervisada de forma regular, por ejemplo, para fines de protección del aparato eléctrico de conmutación. Utilizando las variables eléctricas ya determinadas, se determina la carga de una disposición de contacto de un aparato de conmutación eléctrico, donde la radiación electromagnética emitida por el arco voltaico indica el comienzo del tiempo para la determinación de la potencia de calor que aparece por medio de una integral de calor de corriente.The determination of the current curve that appears during the time interval is possible in a way simple through a system of control and / or supervision of the switching device The current curve is monitored from on a regular basis, for example, for device protection purposes electric switching. Using electrical variables already determined, the load of a contact arrangement is determined of an electrical switching apparatus, where radiation electromagnetic emitted by the arc indicates the beginning of the time for the determination of the heat power that appears by means of a current heat integral.
Según la invención, otro procedimiento para la determinación de la carga de una disposición de contacto prevé que se determine d instante de la aplicación de la radiación electromagnética y que se compare este instante con la marca de tiempo determinada por un sensor de referencia acoplado a la mecánica de conmutación.According to the invention, another method for Determining the burden of a contact provision provides that determine the instant of the radiation application electromagnetic and compare this moment with the mark of time determined by a reference sensor coupled to the switching mechanics
La comparación del instante y de la marca de tiempo permite establecer de una manera sencilla un desplazamiento entre estos dos tiempos. En este caso, la marca de tiempo determinada por el sensor de referencia se puede determinar una vez, por ejemplo durante la puesta en funcionamiento de un aparato eléctrico de conmutación y esta marca de tiempo determinada una vez se puede comparar siempre con el instante determinado actualmente. Además, puede estar previsto que la marca de tiempo sea determinada de nuevo durante cada proceso de conmutación y esta marca de tiempo determinada de nuevo sea comparada con el instante determinado actualmente. De esta manera, se asegura que las modificaciones en la mecánica de conmutación no tengan ninguna repercusión sobre la comparación del instante y de la marca de tiempo. El acoplamiento del sensor de referencia se puede realizar en diferentes formas de realización, por ejemplo por medios mecánicos u ópticos.The comparison of the instant and the mark of time allows you to easily set a shift Between these two times. In this case, the timestamp determined by the reference sensor you can determine a time, for example during the start-up of a device electrical switching and this time stamp determined once It can always be compared with the currently determined moment. In addition, it may be provided that the time stamp is determined again during each switching process and this timestamp determined again be compared to the determined moment currently. In this way, it ensures that the modifications in the switching mechanics have no impact on the instant and time stamp comparison. The coupling of the reference sensor can be performed in different ways of embodiment, for example by mechanical or optical means.
Una configuración ventajosa prevé, además, que se forme una diferencia entre el instante y la marca de tiempo.An advantageous configuration also provides that form a difference between the instant and the timestamp.
A través de la formación de la diferencia se obtiene un importe absoluto, que se puede procesar posteriormente de una manera sencilla.Through the formation of the difference you get an absolute amount, which can be processed later in a simple way.
Además, puede estar previsto de manera ventajosa que a partir de la diferencia se determine una erosión del material de la disposición de contacto.In addition, it can be provided advantageously that from the difference an erosion of the material is determined of the contact arrangement.
La diferencia determinada y la erosión del material, que es provocada a través de la acción térmica de los arcos voltaicos que aparecen en los procesos de conmutación, son combinadas entre sí a través de una curva de referencia. Con un incremento del valor absoluto de la diferencia se puede partir de una erosión intensificada del material en la disposición de contacto. La diferencia es una reproducción de la reducción de las piezas de contacto de la disposición de contacto y del instante desplazado de esta manera de la separación mecánica de las piezas de contacto.The determined difference and erosion of material, which is caused by the thermal action of the voltaic arcs that appear in the switching processes, are combined with each other through a reference curve. With a increase in the absolute value of the difference can be based on an intensified erosion of the material in the arrangement of Contact. The difference is a reproduction of the reduction of contact parts of the contact arrangement and the instant displaced in this way from the mechanical separation of the pieces contact.
Además, de manera más ventajosa puede estar previsto que sean procesados el valor determinado a través de la integral de calor de corriente así como la erosión de material determinada de la disposición de contacto y sea determinada una duración de utilización restante de la disposición de contacto.In addition, it can be more advantageous expected to be processed the value determined through the integral current heat as well as material erosion determined from the contact arrangement and determined a remaining duration of use of the contact arrangement.
Una combinación y evaluación o bien convergencia de los resultados de los procedimientos descritos anteriormente para la determinación de la carga de una disposición de contacto permite diagnosticar una duración de la utilización restante. En este caso, se tiene en cuenta, por una parte, el estado mecánico de la disposición de contacto y, por otra parte, se tiene en cuenta la carga térmica de la disposición de contacto determinada durante una pluralidad de procesos de desconexión por medio de una integral de calor de corriente. La carga térmica de la disposición de contacto no se puede reconocer como tal directamente en las piezas de contacto de la disposición de contacto. Con frecuencia se lleva a cabo a través de la carga térmica una modificación y un debilitamiento de la estructura interior del material de la disposición de contacto. A través de una consideración de la solicitación térmica de los materiales de contacto así como de la erosión del material presente en la disposición de contacto se posibilita un diagnóstico fiable de la duración de la utilización restante. Una asociación de la erosión actual respectiva el material a la carga de corriente acumulada en cada caso, que ha sido determinada a partir de la solución de la integral de calor de corriente, proporciona con una entrada en un diagrama un desarrollo de la curva, a partir del cual se puede derivar la duración de la utilización restante del conmutador.A combination and evaluation or convergence of the results of the procedures described above for determining the load of a contact arrangement allows to diagnose a duration of the remaining use. In In this case, the mechanical state of contact arrangement and, on the other hand, is taken into account the thermal load of the contact arrangement determined during a plurality of disconnection processes by means of an integral of heat of current. The thermal load of the arrangement of contact cannot be recognized as such directly in the pieces of contact of the disposition of contact. Often takes through the thermal load a modification and a weakening of the internal structure of the material of the contact arrangement Through a consideration of the thermal solicitation of contact materials as well as the erosion of the material present in the contact arrangement is enables a reliable diagnosis of the duration of use remaining An association of the current erosion respective material to the accumulated current load in each case, which has been determined from the heat integral solution of current, provides with an entry in a diagram a development of the curve, from which the duration of the remaining use of the switch.
Además, de manera ventajosa, puede estar prevista una utilización del procedimiento, que reproduce la erosión del material, para la fijación de un instante para la emisión de un impulso de disparo al aparato eléctrico de conmutación.In addition, advantageously, it can be provided a use of the procedure, which reproduces the erosion of material, for the fixing of an instant for the emission of a trigger pulse to the electrical switching device.
La fijación de un instante para la emisión de un impulso de disparo es especialmente interesante en el caso de una conmutación controlada. En función de la curva del tiempo de una corriente o de una tensión se determina un instante, en el que es especialmente favorable cerrar o abrir un conmutador eléctrico. Por ejemplo, es favorable interrumpir tensiones/corrientes alternas en la región de un paso per cera. A tal fin, es necesario hacer que se realice la apertura/cierre de una disposición de contacto lo más exactamente posible en un instante predeterminado.Fixing an instant for the issuance of a trigger pulse is especially interesting in the case of a controlled switching Depending on the time curve of a current or a voltage is determined an instant, in which it is especially favorable to close or open an electric switch. By For example, it is favorable to interrupt alternating voltages / currents in the region of a step per wax. To that end, it is necessary to make open / close a contact arrangement as much exactly possible at a predetermined instant.
Si se tiene en cuenta ahora, por medio del procedimiento mencionado anteriormente, la erosión en la disposición de contacto y se deja que ésta entre en la determinación del instante ideal para la emisión de un impulso de disparo, entonces se puede llevar a cabo una conmutación controlada de una calidad mejorada. De esta manera se puede reducir la probabilidad de la aparición de sobretensiones transitorias.If you consider now, through the procedure mentioned above, erosion in the contact arrangement and let it enter the determination of the ideal moment for the emission of a pulse of trip, then a switching can be carried out Controlled for improved quality. This way you can reduce the probability of the appearance of transient surges.
Las instalaciones de control necesarias para la realización de una conmutación controlada se pueden utilizar adicionalmente en su forma conocida. En las etapas que se desarrollan dentro del dispositivo solamente hay que incorporar el procedimiento según la invención.The control facilities necessary for the Performing a controlled switching can be used additionally in its known form. In the stages that develop inside the device you just have to incorporate the procedure according to the invention.
A continuación se muestra de forma esquemática la invención con la ayuda de ejemplos de configuración y se describen en detalle a continuación. En este caso:Below is shown schematically the invention with the help of configuration examples and are described in detail below. In this case:
La figura 1 muestra una disposición para la realización del procedimiento para la determinación de la carga de una disposición de contacto calculando una integral de calor de corriente.Figure 1 shows an arrangement for carrying out the procedure for determining the load of a contact arrangement calculating a heat integral of stream.
La figura 2 muestra una disposición para la realización del procedimiento para la determinación de la carga de una disposición de contacto utilizando un sensor de referencia.Figure 2 shows an arrangement for carrying out the procedure for determining the load of a contact arrangement using a reference sensor.
La figura 3 muestra un diagrama con dos diferencias de tiempo.Figure 3 shows a diagram with two time differences
La figura 4 muestra un diagrama para la determinación de la duración de la utilización restante de una disposición de contacto yFigure 4 shows a diagram for the determination of the duration of the remaining use of a contact arrangement and
La figura 5 muestra un detalle de una disposición de contacto.Figure 5 shows a detail of an arrangement contact.
La figura 1 muestra de forma esquemática un aparato eléctrico de conmutación 1. Este aparato eléctrico de conmutación es, por ejemplo, un conmutador de potencia de alta tensión. Una disposición de contacto 2 del aparato eléctrico de conmutación presenta dos piezas de contacto móviles relativamente entre sí. La disposición de contacto 2 está atravesada por una corriente I. Durante un proceso de conexión, se reduce la distancia entre las piezas de contacto de la disposición de contacto 2 de tal forma que entre las piezas de contacto se configura un arco voltaico, que emite una radiación electromagnética. Durante el proceso de desconexión se incrementa la distancia entre las piezas de contacto de la disposición de contacto 2 de tal forma que hasta una interrupción definitiva de la corriente I entre las piezas de contacto arde un arco voltaico, que emite igualmente una radiación electromagnética. La radiación electromagnética oscila en una gama de alta frecuencia. Por medio de una antena 3 asociada al aparato eléctrico de conmutación 1 se puede recibir la radiación electromagnética emitida por el arco voltaico que aparece durante un proceso de conmutación. Las señales recibidas por la antena 2 son transmitidas a una primera instalación de procesamiento 4. La primera instalación de procesamiento 4 puede estar equipada en este caso de tal forma que se detecta tanto el valor absoluto como también el tiempo de la curva de la aparición de la radiación electromagnética. En una primera configuración, puede estar previsto también emitir solamente una manifestación sobre la aplicación o bien sobre la supresión de una radiación electromagnética. Para evitar interferencias en el caso de la presencia de varios polos de conmutación de un aparato eléctrico de conmutación o de varios aparatos de conmutación, que conmutan, dado el caso, al mismo tiempo o de forma solapada en el tiempo, la primera instalación de procesamiento 4 presenta una supresión de la señal de interferencia. Para una supresión fiable de la señal de interferencia puede estar previsto, por ejemplo, permitir solamente dentro de una llamada ventana de tiempo un procesamiento de señales suministradas a través de la antena 3. Esta ventana de tiempo puede estar acoplada, por ejemplo, a la presencia de una señal de disparo para el aparato eléctrico de conmutación 1 a supervisar. De esta manera se asegura que no sean procesadas las radiaciones electromagnéticas emitidas por otros aparatos eléctricos de conmutación o por fuentes de interferencia. Adicionalmente, para una supresión de la señal de interferencia puede estar previsto que se realice una supervisión del movimiento mecánico de las piezas de contacto de la disposición de contacto. A tal fin, puede estar dispuesto un sensor de referencia 5 en la mecánica de accionamiento del aparato eléctrico de conmutación 1. Para dosificar más exactamente la acción de la supresión de la señal de interferencia, se puede supervisar, además, el mantenimiento del llamado tiempo propio del aparato eléctrico de conmutación 1. A través de una combinación de una señal de disparo y del registro simultáneo de un movimiento de los contactos de conmutación de la disposición de contacto 2 y de la supervisión del tiempo propio de la disposición de contacto 2 es posible una clasificación exacta de las señales suministradas por la antena 3 en señales de interferencia y en señales a procesar.Figure 1 schematically shows a electrical switching apparatus 1. This electrical apparatus of switching is, for example, a high power switch tension. A contact arrangement 2 of the electrical apparatus of switching features two relatively moving contact parts each. The contact arrangement 2 is crossed by a current I. During a connection process, the distance between the contact parts of the arrangement of contact 2 in such a way that between the contact parts configures a voltaic arc, which emits radiation electromagnetic During the disconnection process it increases the distance between the contact parts of the arrangement of contact 2 in such a way that until a definitive interruption of the current I between the contact pieces burns a voltaic arc, which also emits electromagnetic radiation. The radiation Electromagnetic oscillates in a high frequency range. Through of an antenna 3 associated with the switching electrical apparatus 1 is can receive the electromagnetic radiation emitted by the arc voltaic that appears during a switching process. The signs received by antenna 2 are transmitted to a first processing facility 4. The first installation of processing 4 may be equipped in this case such that both the absolute value and the time of the curve of the appearance of electromagnetic radiation. In a first configuration, it may also be planned to issue only a manifestation on the application or on the suppression of electromagnetic radiation. To avoid interference in the case of the presence of several poles of switching of an electrical switching device or of several switching devices, which switch, where appropriate, to it time or overlapping in time, the first installation of Processing 4 presents a suppression of the interference signal. For reliable suppression of the interference signal may be provided, for example, allow only within a call time window a processing of signals supplied to through antenna 3. This time window can be coupled, for example, in the presence of a trigger signal for the device Electrical switching 1 to monitor. This way you ensure that the emitted electromagnetic radiations are not processed by other electrical switching devices or by sources of interference. Additionally, for a suppression of the signal of interference may be provided for supervision of the mechanical movement of the contact parts of the arrangement contact. To this end, a sensor of reference 5 in the drive mechanics of the electrical appliance switching 1. To more accurately dose the action of the interference signal suppression, can be monitored, in addition, the maintenance of the so-called device's own time electrical switching 1. Through a combination of a signal of firing and simultaneous recording of a movement of switching contacts of contact arrangement 2 and the own time monitoring of contact arrangement 2 is possible an exact classification of the signals supplied by antenna 3 in interference signals and signals a process.
La primera instalación de procesamiento 4 esta en condiciones de determinar diferentes instantes, como por ejemplo la aplicación o la supresión de la radiación electromagnética o la aparición de mínimos, máximos u otros valores umbrales de la intensidad de la radiación electromagnética como valores límite. Los valores limite son transmitidos a una instalación integradora 6. A la instalación integradora 6 se alimentan, además, señales correspondientes a la corriente I en función del tiempo. Estas señales son generadas por medio de un transductor de corriente 7. Por medio de la instalación integradora 6 es posible ahora calcular una integral de calor de corriente, por ejemplo la integral \intI^{2}t dt, para el proceso de conmutación respectivo.The first processing facility 4 is in conditions to determine different instants, such as the application or suppression of electromagnetic radiation or the appearance of minimum, maximum or other threshold values of the intensity of electromagnetic radiation as limit values. Limit values are transmitted to an integrative installation 6. The integrating system 6 also supplies signals corresponding to current I as a function of time. These signals are generated by means of a current transducer 7. By means of the integrative installation 6 it is now possible to calculate an integral of current heat, for example the integral \ intI2 t dt, for the respective switching process.
Si se reconoce a través de la primera instalación de procesamiento 4 ahora la presencia de una radiación electromagnética, que es atribuible a un proceso de conmutación de la disposición de contacto 2, entonces esto se puede transmitir a la instalación integradora 6. En este caso, es posible de nuevo que se transmitan a través de la instalación de procesamiento 4 diferentes instantes a la instalación integradora 6. En el caso más sencillo, se puede transmitir el instante de la aplicación de la radiación electromagnética a la instalación integradora. Este instante forma el límite inferior de la integración para la solución de la integral de calor de corriente. El valor límite superior se puede determinar de nuevo, por ejemplo, a través de una longitud fijamente predeterminada del intervalo a partir del instante proporcionado por la primera instalación de procesamiento 4. Además, puede estar previsto que el límite inferior y el límite superior de la integración sean proporcionados por la primera instalación de procesamiento 4. A tal fin, se pueden utilizar, por ejemplo, el instante de la aplicación así como el instante de la supresión de la radiación electromagnética. Además, se pueden determinar también otros instantes, que son transmitidos a la instalación integradora 6.If recognized through the first installation processing 4 now the presence of a radiation electromagnetic, which is attributable to a switching process of contact arrangement 2, then this can be transmitted to the integrative installation 6. In this case, it is possible again that are transmitted through processing facility 4 different instants to the integrative installation 6. In the case more simply, the instant of the application of Electromagnetic radiation to the integrative installation. This instantly forms the lower limit of integration for the solution of the current heat integral. The upper limit value is you can determine again, for example, over a length fixed interval interval from the instant provided by the first processing facility 4. In addition, it may be provided that the lower limit and the upper limit of the integration be provided by the first installation of 4. For this purpose, for example, the application instant as well as the instant of deletion of electromagnetic radiation In addition, they can also be determined other moments, which are transmitted to the integrator installation 6.
Para posibilitar una determinación del calor de corriente dentro de los límites predeterminados, se mide continuamente la corriente I por medio del transductor de corriente 7. Estos valores se pueden memorizar temporalmente, por ejemplo, en un dispositivo integrador.To enable a heat determination of current within the predetermined limits, it is measured continuously the current I by means of the current transducer 7. These values can be stored temporarily, for example, in an integrating device
A través de la integración de la instalación integradora 6 se determina para el proceso de conmutación la carga térmica que aparece en el intervalo respectivo. Este procedimiento se conoce también bajo el concepto "Método de las superficies de corriente". En una suma de los diferentes resultados de las integraciones de una pluralidad de procesos de conmutación se puede determinar un valor empírico para la duración de la utilización restante de la disposición de contacto 2 del aparato eléctrico de conmutación.Through installation integration integrator 6 is determined for the switching process the load thermal that appears in the respective range. This procedure it is also known under the concept "Method of the surfaces of current ". In a sum of the different results of the integrations of a plurality of switching processes can be determine an empirical value for the duration of use remaining of the contact arrangement 2 of the electrical apparatus of commutation.
Otro procedimiento prevé diagnosticar la erosión de las piezas de contacto de la disposición de contacto 2. En la figura 2 se representa de forma esquemática un dispositivo adecuado para ello. Los grupos estructurales equivalentes están designados en la figura 2 con los mismos signos de referencia que en la figura 1. Al aparato eléctrico de conmutación 1 está asociada de nuevo una antena 3. La antena 3 está en condiciones de recibir la radiación radiación electromagnética emitida por un arco voltaico que aparece durante un proceso de conmutación de la disposición. de contacto 2. Además, al aparato eléctrico de conmutación 1 está asociado un sensor de referencia 5. El sensor de referencia 5 esta acoplado a la mecánica de conmutación del aparato eléctrico de conmutación 1. El sensor de referencia 5 emite una marca de tiempo cuando se alcanza un punto repetido con exactitud de un movimiento de conmutación de la disposición de contacto 2. Esta marca de tiempo refleja un instante determinado durante el movimiento mecánico. La antena 3 emite las señales, que reproducen una radiación electromagnética, a una segunda instalación de procesamiento 8. La segunda instalación de procesamiento 8 puede corresponder en este caso en principio a la primera instalación de procesamiento 4 conocida a partir de la figura 1. La segunda instalación de procesamiento 8 determina el instante de la aplicación de la radiación electromagnética. Las explicaciones con respecto a la supresión de interferencias, que se aplican con respecto a la figura 1, se pueden aplicar convenientemente interpretadas también en el procedimiento representado en la figura 2. El instante de la aplicación de la radiación electromagnética, determinado por la segunda instalación de procesamiento 8, es transmitido a una instalación de comparación 9. La marca de tiempo determinada por el sensor de referencia 5 es transmitida igualmente a la instalación de comparación 9. La instalación de comparación 9 compara la marca de tiempo así como el instante y forma a partir de estos una diferencia de tiempo \Deltat. Como una alternativa, puede estar previsto, además, que se prescinda del empleo de un sensor de referencia 5 y en su lugar se integre la función del sensor de referencia 5 en el control del aparato eléctrico de conmutación 1 y se conduzca la señal de referencia desde éste a la instalación de comparación 9. La diferencia \Deltat es una reproducción del estado de las piezas de contacto de la disposición de contacto 2. Para cada uno de los procesos de conmutación se memoriza la diferencia \Deltat respectiva y se compara con diferencias memorizadas de procesos de conmutación anteriores. Un valor absoluto constante de forma duradera de la diferencia \Deltat permite deducir relaciones inalteradas en la disposición de contacto 2. Un incremento de la diferencia \Deltat permite deducir una erosión del material en la disposición de contacto 2.Another procedure provides for diagnosing erosion of the contact parts of the contact arrangement 2. In the Figure 2 schematically represents a device suitable for it. The equivalent structural groups are designated in figure 2 with the same reference signs as in Figure 1. The switching electrical apparatus 1 is associated with again an antenna 3. The antenna 3 is able to receive the radiation electromagnetic radiation emitted by a voltaic arc that appears during a process of switching the layout. from contact 2. In addition, to switching electrical apparatus 1 is associated a reference sensor 5. Reference sensor 5 is coupled to the switching mechanics of the electrical apparatus of switching 1. Reference sensor 5 emits a time stamp when a repeated point is reached with exactitude of a movement Switching contact arrangement 2. This timestamp it reflects a certain moment during the mechanical movement. The antenna 3 emits the signals, which reproduce a radiation electromagnetic, to a second processing facility 8. The second processing facility 8 may correspond in this case in principle to the first processing facility 4 known from figure 1. The second installation of processing 8 determines the instant of application of the electromagnetic radiation. The explanations regarding the interference suppression, which apply with respect to Figure 1, can be applied conveniently interpreted also in the procedure represented in figure 2. The instant of the application of electromagnetic radiation, determined by the second processing facility 8, is transmitted to a comparison facility 9. The time stamp determined by the reference sensor 5 is also transmitted to the installation comparison 9. Comparison installation 9 compares the brand of time as well as the instant and form from these a time difference \ Deltat. As an alternative, it can be also provided that the use of a sensor of reference 5 and instead the sensor function of reference 5 in the control of the switching electrical device 1 and the reference signal is conducted from it to the installation of comparison 9. The difference \ Deltat is a reproduction of the condition of the contact parts of the contact arrangement 2. For each of the switching processes, the respective difference \ Deltat and is compared with differences memorized from previous switching processes. A value Absolutely constant lasting difference of difference \ Deltat allows deducing unaltered relationships in the provision of contact 2. An increase in the difference \ Deltat allows deduce an erosion of the material in the contact arrangement 2.
Además, por medio de un dispositivo de medición de la velocidad 10 se puede determinar la velocidad v del movimiento de conmutación.In addition, by means of a measuring device of the velocity 10 the velocity v of the switching movement
En la figura 3 se representa de forma esquemática la modificación de la diferencia \Deltat. En la figura 3 se representa a través de un eje de tiempo la aplicación de un impulso de disparo 11. Por medio del sensor de referencia 5 se determina (12) en la mecánica de accionamiento una marca de tiempo durante un movimiento relativo de las piezas de contacto de la disposición de contacto 2. Entre la aplicación de un movimiento relativo de las piezas de contacto y la apertura mecánica de las piezas de contacto o bien el cierre definitivo de las piezas de contacto transcurre un cierto tiempo. Este tiempo se forma a través del procedimiento descrito anteriormente a partir de la determinación de la marca de tiempo por medio del sensor de referencia 5 y la determinación del instante de la aparición de una radiación electromagnética. En el caso de una disposición de contacto nueva de fábrica se puede registrar un periodo de tiempo t_{A} relativamente grande entre el comienzo de un movimiento de conmutación y la apertura o cierre de la disposición de contacto 2. Esto es atribuible a que las piezas de contacto de la disposición de contacto 2 no presentan ninguna erosión del material o solamente una erosión reducida del material. En el estado nuevo, existe (13) una superposición relativamente larga de las regiones de la disposición de contacto que están en contacto eléctrico entre sí. A medida que aumenta la frecuencia de conmutación de la disposición de contacto 2, se produce una erosión creciente del material en las piezas de contacto. De esta manera se reduce la superposición relativamente grande, presente todavía en el estado nuevo de fábrica, de las regiones de las piezas de contacto de las disposiciones de contacto 2 que entran en contacto entre sí y transcurre un periodo de tiempo t_{E} más corto entre la aplicación mecánica del movimiento y la separación de las piezas de contacto con el arco voltaico que aparece en este caso, en virtud de la superposición reducida. Esta relación se representa de forma simbólica en la figura 5. La sección 11 representada con puntos muestra el estado original de la disposición de contacto. Si se quema la sección 1 en virtud de numerosos procesos de conmutación, entonces a pesar del movimiento constante de la mecánica de accionamiento, se modifica el instante de la separación de las piezas de contacto, puesto que se reduce la superposición de la disposición de contacto 2. Utilizando la información obtenida a partir del dispositivo de medición de la velocidad 10 sobre la velocidad de conmutación, se puede determinar ahora la erosión de contacto \Deltas de acuerdo con la ecuación (t_{E} - t_{A}) \cdot v = \Deltas.In figure 3 it is represented schematically the difference modification \ Deltat. In figure 3 it represents through a time axis the application of a trigger pulse 11. Using the reference sensor 5, determines (12) in the drive mechanics a timestamp during a relative movement of the contact parts of the contact arrangement 2. Enter the application of a movement relative of the contact parts and the mechanical opening of the contact pieces or the definitive closure of the parts Contact elapses some time. This time is formed through of the procedure described above from the determination of the time stamp by means of the sensor reference 5 and the determination of the instant of the appearance of an electromagnetic radiation In the case of a provision of Factory new contact can be registered a period of time t_ {A} relatively large between the beginning of a movement of switching and opening or closing of the contact arrangement 2. This is attributable to the contact parts of the arrangement of contact 2 do not present any erosion of the material or only a reduced erosion of the material. In the new state, there is (13) a relatively long overlap of the regions of the Contact arrangement that are in electrical contact with each other. As the switching frequency of the arrangement increases of contact 2, there is an increasing erosion of the material in The contact pieces. This way the overlap is reduced relatively large, still present in the new state of factory, of the regions of the contact parts of the contact arrangements 2 that come into contact with each other and a shorter period of time t_ {E} elapses between the mechanical application of the movement and separation of the pieces of contact with the arc that appears in this case, under of reduced overlap. This relationship is represented in a way symbolic in figure 5. Section 11 represented with dots Shows the original state of the contact arrangement. Whether burn section 1 under numerous switching processes, then despite the constant movement of the mechanics of actuation, the instant of separation of the contact parts, since the overlap of the contact arrangement 2. Using the information obtained from from the speed measuring device 10 on the switching speed, the erosion of contact \ Deltas according to the equation (t_ {E} - t_ {A}) \ cdot v = \ Deltas.
Si aparece una modificación de la erosión del material \Deltas sobre la carga de calor de corriente acumulada, entonces resulta una curva, a partir de la cual se puede determinar la duración de la utilización restante de la disposición de contacto (figura 4). A tal fin, se determina el cociente de la diferencia Q de la modificación de \Deltas y de la modificación de la carga de calor de corriente acumuladaIf a modification of the erosion of the material \ Deltas on the heat load of accumulated current, then a curve results, from which you can determine the duration of the remaining use of the provision of contact (figure 4). To this end, the quotient of the difference Q of the modification of \ Deltas and the modification of the accumulated current heat load
(Q = \Delta (\Delta s) /\Delta (\sum S_{n(i+x)} - \sum S_{n(i)}).(Q = \ Delta (\ Delta s) / \ Delta (\ sum S_ {n (i + x)} - \ sum S_ {n (i)}).
Se determina el gradiente de la curva. De esta manera, se puede determinar la erosión previsible por periodo de tiempo (partiendo de una potencia de conmutación determinada dentro de este periodo de tiempo) (\Deltas/\Deltat por ejemplo en cm/año). El cociente de la erosión máxima admisible del material \Deltas y la erosión por periodo de tiempo da lugar de esta manera a un pronóstico de la duración de utilización restante de la disposición de contacto 2.The gradient of the curve is determined. This way, foreseeable erosion can be determined by period of time (starting from a given switching power within of this period of time) (\ Deltas / \ Deltat for example in cm / year) The ratio of the maximum permissible erosion of the material Deltas and erosion by period of time gives rise to this way to a forecast of the remaining duration of use of the contact arrangement 2.
Para elevar adicionalmente la exactitud de los
procedimientos presentados, puede estar previsto, además, tener en
cuenta la posición de las fases de la corriente conmutada durante
una evaluación. En efecto, si se produce un proceso de conmutación
en la región del paso por cero de la corriente, es decir, si no
aparece un arco voltaico o solamente con una extensión de la
potencia muy reducida, entonces se puede suprimir este valor de
medición de la serie de medición, para evitar un empeoramiento de
la oscilación estadística de los valores de medición
individuales.In order to further increase the accuracy of the procedures presented, it can also be provided to take into account the position of the phases of the switched current during an evaluation. Indeed, if a switching process occurs in the region of the zero crossing of the current, that is, if a voltage arc does not appear or only with a very small power extension, then this measurement value can be suppressed. the measurement series, to avoid a worsening of the statistical oscillation of the measurement values
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