FR2952222A1

FR2952222A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE WEAR OF THE CONTACTS OF ELECTRICAL SWITCHING DEVICES

Info

Publication number: FR2952222A1
Application number: FR0905301A
Authority: FR
Inventors: David Gualino
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: FR2952222B1; EP2320443B1; EP2320443A3; EP2320443A2

Abstract

Pour évaluer l'usure des contacts dans les appareils de commutation électrique (6), un dispositif de mesure (50) a été développé. Le dispositif de mesure (50) selon l'invention comprend des moyens (54A) pour exercer une force prédéterminée sur l'armature (22) de l'actionneur électromagnétique (20) des appareils de commutation (6), lesdits moyens (54A) étant munis d'un élément de couplage (40) complémentaire à la griffe d'accrochage (32) desdits appareils (6). Le dispositif de mesure (50) est adapté pour exercer une force permettant de mettre les contacts des appareils de commutation (6) en position juste fermée, pour mesurer le déplacement ainsi généré sur l'armature (22), et pour calculer l'usure en fonction du déplacement mesuré par rapport à l'écartement initial. Le dispositif (50) selon l'invention est donc adapté pour être utilisé de façon courante sur un parc de contacteurs (6), éventuellement de gammes différentes grâce à des moyens permettant de sélectionner la force à appliquer et l'écartement initial à considérer.To evaluate the wear of the contacts in the electrical switchgear (6), a measuring device (50) has been developed. The measuring device (50) according to the invention comprises means (54A) for exerting a predetermined force on the armature (22) of the electromagnetic actuator (20) of the switching devices (6), said means (54A) being provided with a coupling element (40) complementary to the gripping claw (32) of said apparatuses (6). The measuring device (50) is adapted to exert a force to put the contacts of the switching devices (6) in the closed position, to measure the displacement thus generated on the armature (22), and to calculate the wear as a function of the displacement measured with respect to the initial spacing. The device (50) according to the invention is therefore suitable for routine use on a set of contactors (6), possibly of different ranges, by means making it possible to select the force to be applied and the initial spacing to be considered.

Description

DISPOSITIF DE DETERMINATION DE L'USURE DES CONTACTS D'APPAREILS DE COMMUTATION ELECTRIQUE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne l'évaluation de l'usure des contacts dans les appareils de commutation électrique. En particulier, l'invention est relative à un dispositif de mesure qui permet de vérifier l'intégrité des contacts en se couplant de façon fonctionnelle temporaire en face avant de contacteurs. ETAT DE LA TECHNIQUE TECHNICAL FIELD The invention relates to the evaluation of the wear of the contacts in the electrical switchgear. BACKGROUND OF THE INVENTION In particular, the invention relates to a measuring device which makes it possible to check the integrity of the contacts by coupling in a temporary functional manner in the front face of the contactors. STATE OF THE ART

Dans les départs-moteurs industriels, une ligne d'alimentation 1 comprend un ou plusieurs appareils assurant la protection et la commande de charges électriques 2 ; différentes 15 configurations sont possibles. Par exemple, tel qu'illustré en figure 1A, un appareil de coupure 4 de type disjoncteur ou sectionneur permet une mise hors circuit du moteur 2 et un appareil de commutation 6 permet d'établir et de couper son circuit d'alimentation en fonction d'une commande. L'appareil de commutation 6, généralement appelé contacteur, comprend, pour chaque phase, des paires 8, 10 de contacts mobiles relativement l'un à 20 l'autre. In industrial motor starters, a power supply line 1 comprises one or more devices providing protection and control of electrical charges 2; different configurations are possible. For example, as shown in FIG. 1A, a circuit breaker or disconnector-type cut-off device 4 makes it possible to switch off the motor 2 and a switching device 6 makes it possible to switch on and off its supply circuit according to FIG. 'An order. Switching device 6, generally called a contactor, comprises, for each phase, pairs 8, 10 of movable contacts relatively to each other.

Les contacts 8, 10 s'usent plus ou moins lors de chaque commutation et cette usure peut, après un nombre élevé de manoeuvres, conduire à une défaillance de l'appareil 6, par soudure des contacts ou non-passage du courant, avec des conséquences sur la sécurité et la 25 disponibilité de l'installation 1, 2. Pour prévenir ces risques, une solution consiste à changer systématiquement les contacts 8, 10, voire l'appareil de commutation 6, au bout d'un nombre prédéterminé de manoeuvres, sans relation avec l'usure réelle des pastilles de contact. Ces interventions sont cependant souvent soit trop tardives, par exemple si l'une des manoeuvres de coupure a généré un arc électrique, avec les risques afférents, soit 30 prématurées, avec les coûts inhérents au remplacement d'éléments presque intègres. 10 2693 LPu La capacité à pouvoir évaluer l'intégrité des contacts 8, 10 ou déterminer leur usure réelle, afin d'en déduire une information donnant la durée de vie résiduelle des appareils 4, 6 apporte donc un avantage appréciable. Pour certains appareils 4, 6 de forte puissance et à longue durée de vie, des opérations de maintenance prévoient ainsi régulièrement une évaluation visuelle de l'état des contacts, ce qui ne peut se faire qu'en ouvrant l'appareil, c'est-à-dire lors d'opérations de maintenance immobilisant longuement l'installation 1, 2. The contacts 8, 10 wear more or less during each switching and this wear can, after a large number of operations, lead to a failure of the device 6, by welding contacts or non-current flow, with 1. To prevent these risks, one solution is to systematically change the contacts 8, 10, or even the switching device 6, after a predetermined number of maneuvers. , unrelated to the actual wear of the contact pads. However, these interventions are often too late, for example if one of the switching maneuvers has generated an electric arc, with the attendant risks, that is premature, with the costs inherent in the replacement of almost intact elements. The capacity to be able to evaluate the integrity of the contacts 8, 10 or to determine their actual wear, in order to deduce therefrom information giving the residual service life of the devices 4, 6 thus brings an appreciable advantage. For certain 4, 6 high power and long life devices, maintenance operations thus regularly provide a visual assessment of the state of the contacts, which can only be done by opening the device, it is that is to say during maintenance operations immobilising the installation for a long time 1, 2.

Différents procédés ont été élaborés afin d'évaluer l'érosion des contacts de façon régulière et/ou sans mise hors service des appareils. Le document EP 0 878 015 porte ainsi sur la modification de la pression de contact pendant l'opération d'ouverture des contacts, ce qui impose des moyens spécifiques de mesure de la tension de commutation en un point neutre et l'utilisation d'un interrupteur auxiliaire ; le document WO 2007/033913 propose la mesure lors de la fermeture de différents paramètres caractérisant le mouvement relatif des contacts en fonction de celui de leur actionneur électromagnétique, ce qui nécessite un capteur additionnel. Various methods have been developed to evaluate contact erosion on a regular basis and / or without decommissioning the devices. The document EP 0 878 015 thus relates to the modification of the contact pressure during the opening operation of the contacts, which imposes specific means for measuring the switching voltage at a neutral point and the use of a auxiliary switch; the document WO 2007/033913 proposes the measurement during closure of various parameters characterizing the relative movement of the contacts as a function of that of their electromagnetic actuator, which requires an additional sensor.

Plus généralement, les approches développées consistent à intégrer des moyens pour estimer l'usure des contacts au sein de l'appareil électrique concerné. Des capteurs et des systèmes de traitement de type électronique sont ainsi rajoutés à l'appareil électrique, ce qui alourdit son coût, et peut entraîner une refonte complète de sa conception. More generally, the approaches developed consist in integrating means for estimating the wear of the contacts within the electrical apparatus concerned. Sensors and electronic processing systems are thus added to the electrical device, which increases its cost, and can lead to a complete redesign of its design.

EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION

Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des systèmes de mesure existants. En particulier, les moyens de détermination et/ou évaluation de l'usure des contacts font partie d'un dispositif indépendant des appareils de commutation, coupure ou commande électriques : aucune modification des contacteurs existants n'est par exemple nécessaire et il est possible de déterminer l'usure des contacts des appareils déjà en place, y compris lorsqu'ils sont associés à des systèmes de contacts auxiliaires adaptés. Qui plus est, un seul dispositif de mesure peut être utilisé pour toute une installation, voire pour plusieurs parcs d'appareils de commutation, ce qui diminue d'autant les coûts. 2693 LPu Sous un de ces aspects, l'invention concerne ainsi un dispositif auxiliaire de mesure de l'usure des contacts d'un appareil de commutation qui peut être mis en place de façon temporaire sur les contacteurs à actionnement électromagnétique, notamment à pôles contacteurs. Les contacteurs concernés comprennent au moins une paire de contacts mobiles relativement l'un à l'autre entre une position ouverte et une position fermée ; des moyens de liaison, et notamment un porte-contacts, relient les contacts à l'armature d'un actionneur électromagnétique, mobile relativement à une culasse entre une position de repos et une position active, et sont dotés de moyens de couplage accessibles depuis l'extérieur du contacteur. Classiquement, les moyens de couplage forment un râteau comprenant une griffe ou un râteau dans lesquels des moyens complémentaires d'un support de contacts externe peuvent être glissés pour que les contacts auxiliaires soient mobilisés de la même façon que les contacts de l'appareil de commutation. Les appareils de commutation peuvent également comprendre des moyens de solidarisation mécanique fixe sur leur boîtier, additionnels des moyens de couplage de l'actionneur électromagnétique. Among other advantages, the invention aims to overcome the disadvantages of existing measurement systems. In particular, the means for determining and / or evaluating the wear of the contacts form part of a device that is independent of the switching, switching or electrical control devices: for example, no modification of the existing contactors is necessary and it is possible to determine the wear of the contacts of the devices already in place, including when they are associated with appropriate auxiliary contact systems. Moreover, a single measuring device can be used for an entire installation, or even for several switchgear fleets, which also reduces the costs. In one of these aspects, the invention thus relates to an auxiliary device for measuring the wear of the contacts of a switching device that can be temporarily installed on the contactors with electromagnetic actuation, in particular with contact poles. . The relevant contactors comprise at least one pair of movable contacts relatively to each other between an open position and a closed position; connecting means, and in particular a contact carrier, connect the contacts to the armature of an electromagnetic actuator, movable relative to a cylinder head between a rest position and an active position, and are provided with coupling means accessible from the outside the contactor. Conventionally, the coupling means form a rake comprising a claw or a rake in which complementary means of an external contact support can be slid so that the auxiliary contacts are mobilized in the same way as the contacts of the switching device . The switching devices may also include fixed mechanical fastening means on their housing, additional coupling means of the electromagnetic actuator.

Selon l'invention, le dispositif de mesure comprend un élément rigide, par exemple de type tige, permettant d'exercer une poussée sur l'armature des appareils de commutation et dans son sens de déplacement, ledit élément rigide faisant saillie d'un boîtier par une extrémité qui comprend des moyens de couplage complémentaires des moyens présents sur ledit appareil de commutation ; avantageusement, le boîtier du dispositif selon l'invention est également muni de moyens de solidarisation complémentaires des moyens de solidarisation du boîtier dudit appareil. Des moyens pour exercer une force sur l'élément rigide sont prévus dans le dispositif de mesure ; notamment, l'élément rigide peut être actionné par l'intermédiaire d'un bouton poussoir opposé à l'extrémité de couplage, ou par un système automatique. According to the invention, the measuring device comprises a rigid element, for example of rod type, for exerting a thrust on the armature of the switching devices and in its direction of displacement, said rigid element protruding from a housing an end which comprises complementary coupling means means present on said switching apparatus; advantageously, the housing of the device according to the invention is also provided with securing means complementary to the means for securing the housing of said apparatus. Means for exerting a force on the rigid member are provided in the measuring device; in particular, the rigid element can be actuated via a push button opposite the coupling end, or by an automatic system.

Le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens pour déterminer le déplacement de la tige, correspondant au déplacement de l'armature de l'appareil de commutation, par exemple un capteur de position. De fait, selon l'invention, la mesure de l'usure des contacts des appareils de commutation est réalisée par l'exercice sur l'actionneur électromagnétique d'une force prédéterminée pour que l'appareil de 2693 LPu commutation se place en position juste fermée des contacts, et la détermination du déplacement de l'armature qui permet de calculer l'usure des contacts lorsque l'écartement initial entre les contacts est connu. The device according to the invention further comprises means for determining the displacement of the rod corresponding to the displacement of the armature of the switching device, for example a position sensor. In fact, according to the invention, the measurement of the wear of the contacts of the switching devices is achieved by the exercise on the electromagnetic actuator of a predetermined force so that the 2693 LPu switching device is placed in a correct position. closed contacts, and determining the displacement of the armature that calculates the wear of the contacts when the initial spacing between the contacts is known.

Le dispositif de mesure selon l'invention comprend ainsi de préférence des moyens de calcul de l'usure en fonction du déplacement de l'élément rigide déterminé par les moyens adaptés, et d'une valeur connue, qui est de préférence mémorisée dans des moyens de stockage dudit dispositif ; les moyens de calcul, par exemple un microprocesseur, peuvent être reliés à des moyens permettant de visualiser le résultat, par exemple un écran. De préférence, des moyens de temporisation sont couplés aux moyens de calcul ou aux moyens de détermination du déplacement pour laisser à l'actionneur le temps de se stabiliser après exercice de la force prédéterminée. The measuring device according to the invention thus preferably comprises means for calculating the wear as a function of the displacement of the rigid element determined by the appropriate means, and a known value, which is preferably stored in means storing said device; the calculating means, for example a microprocessor, may be connected to means making it possible to display the result, for example a screen. Preferably, timing means are coupled to the calculation means or displacement determining means to allow the actuator time to stabilize after exercise of the predetermined force.

Avantageusement, le dispositif comprend des moyens pour évaluer la force exercée réellement, ou pour la comparer à la valeur prédéterminée, de façon à augmenter la validité de la mesure. Par exemple, un capteur de force est relié à des moyens de contrôle de la force exercée sur les moyens manuels de type bouton poussoir ; un capteur de force peut par ailleurs être relié aux moyens automatiques de poussée de l'élément rigide. Advantageously, the device comprises means for evaluating the force actually exerted, or for comparing it with the predetermined value, so as to increase the validity of the measurement. For example, a force sensor is connected to means for controlling the force exerted on manual means of the push button type; a force sensor may also be connected to the automatic thrust means of the rigid element.

Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de mesure est adapté pour des appareils de commutation de différentes gammes, et il comprend des moyens de stockage mémorisant plusieurs couples pour la valeur connue de déplacement correspondant à l'écartement nominal d'un type de contacteur, et pour la force prédéterminée à appliquer pour ce type de contacteur. Des moyens de sélection sont alors prévus pour que l'utilisateur indique préalablement aux moyens de calcul quel couple de valeurs utiliser pour la mesure de l'usure des contacts. In a preferred embodiment, the measuring device is suitable for switching devices of different ranges, and it comprises storage means storing a plurality of torques for the known value of displacement corresponding to the nominal spacing of a type of contactor. , and for the predetermined force to be applied for this type of contactor. Selection means are then provided for the user to indicate beforehand the calculation means which pair of values to use for the measurement of the wear of the contacts.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées. 2693 LPu La figure 1A, déjà partiellement décrite, représente schématiquement un contacteur électrique pour un départ-moteur ; la figure 1B montre les forces s'exerçant sur l'actionneur du contacteur lors de sa fermeture. Les figures 2A, 2B et 2C montrent un système d'accrochage existant sur les contacteurs et adapté pour les dispositifs selon l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of illustration and in no way limiting, represented in the appended figures. FIG. 1A, already partially described, schematically represents an electric contactor for a motor starter; Figure 1B shows the forces exerted on the actuator of the contactor during its closure. FIGS. 2A, 2B and 2C show an attachment system existing on the contactors and adapted for the devices according to the invention.

Les figures 3A et 3B représentent des modes de réalisation d'un dispositif selon 10 l'invention. Figures 3A and 3B show embodiments of a device according to the invention.

Les figures 4A et 4B illustrent le principe de vérification selon un mode de réalisation de l'invention dans un contacteur. Figures 4A and 4B illustrate the verification principle according to an embodiment of the invention in a contactor.

15 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

Tel qu'illustré en figure 1A, l'appareil de commutation 6 comprend, pour chaque ligne de courant de la ligne d'alimentation 1 du moteur 2, un dispositif de contact 12 pouvant prendre deux positions, ouverte dans laquelle la charge 2 est isolée, ou fermée dans 20 laquelle le courant circule dans la ligne 1. Le dispositif de contact 12 comprend au moins un premier contact 8 mobile par rapport à un deuxième contact 10, qui est généralement fixe par rapport au boîtier 14 du contacteur 6 ; dans le cas illustré, le dispositif de contact 12 comprend, pour chaque pôle, un pont mobile 16 de deux contacts 8 et deux contacts fixes 10. Un ressort de pression de contact 18 sollicite le pont de contact 16 vers les 25 contacts fixes 10 afin de contrer toute répulsion électrodynamique et assurer le passage du courant. As illustrated in FIG. 1A, the switching device 6 comprises, for each current line of the supply line 1 of the motor 2, a contact device 12 that can take two positions, open in which the load 2 is isolated. , or closed in which the current flows in the line 1. The contact device 12 comprises at least a first contact 8 movable relative to a second contact 10, which is generally fixed relative to the housing 14 of the contactor 6; in the illustrated case, the contact device 12 comprises, for each pole, a movable bridge 16 of two contacts 8 and two fixed contacts 10. A contact pressure spring 18 biases the contact bridge 16 towards the fixed contacts 10 in order to to counter any electrodynamic repulsion and ensure the passage of the current.

Les ponts de contacts mobiles 16 sont actionnés par un dispositif électromagnétique 20 comprenant un circuit magnétique pouvant prendre une position de repos et une position 30 active, avec une armature 22 mobile par rapport à une culasse fixe 24 et dont le mouvement relatif est causé par le passage d'un courant d'excitation dans une bobine (non représentée). Le mouvement de l'armature 22 est transmis aux ponts 16 par une liaison 2693 LPu mécanique 26 qui est, pour ce type d'appareil 6, rigide et sans jeu ; dans le cadre illustré, un actionneur 20 entraîne les ponts 16 de chacun des trois pôles simultanément par un système porte-contacts 26, mais d'autres options sont possibles. The movable contact bridges 16 are actuated by an electromagnetic device 20 comprising a magnetic circuit capable of taking a rest position and an active position, with a frame 22 movable relative to a fixed yoke 24 and whose relative movement is caused by the passing an excitation current in a coil (not shown). The movement of the armature 22 is transmitted to the bridges 16 by a mechanical 2693 LPu link 26 which is, for this type of apparatus 6, rigid and without play; in the illustrated frame, an actuator 20 drives the bridges 16 of each of the three poles simultaneously by a contact holder system 26, but other options are possible.

L'appareil de coupure 6 est, dans le cadre illustré, à pôles contacteurs, c'est-à-dire qu'en l'absence de courant d'excitation dans la bobine, le pont de contacts 16 est sollicité en ouverture, les contacts mobiles 8 étant distants d'un écartement fixé d des contacts fixes 10 : des moyens de rappel 28, par exemple un ressort, sollicitent l'armature mobile 22 de l'actionneur 20 en position de repos ouverte, séparée de la culasse 24 d'une distance D fixe. The cut-off device 6 is, in the illustrated frame, with contact poles, that is to say that, in the absence of excitation current in the coil, the contact bridge 16 is biased in opening, the movable contacts 8 being spaced apart from a fixed spacing d of fixed contacts 10: return means 28, for example a spring, bias the movable armature 22 of the actuator 20 in the open rest position, separated from the yoke 24 d a fixed distance D.

Lorsqu'une fermeture est requise, une commande provoque l'alimentation de la bobine de l'actionneur 20, ce qui entraîne le déplacement de l'armature mobile 22 en direction de la culasse fixe 24 sur une course C20 après une période de latence s'opposant au déplacement et correspondant à la précontrainte 628 des moyens 28 la rappelant en position ouverte. La liaison mécanique 26 entraîne le pont de contact mobile 16 vers une position fermée de la ligne 1, atteinte avec une force F1 après une course c20 correspondant à la distance séparant les contacts fixes 8 et mobiles 10. Lorsque les contacts 8, 10 sont en position fermée et la force exercée augmente, la précontrainte 618 des moyens faisant ressort 18 s'oppose directement au déplacement de l'armature 22 ; une fois que la contrainte 620 exercée par l'électroaimant 20 dépasse la force F2, l'armature 22 poursuit sa course c20 jusqu'à fermeture complète contre la culasse 24. When a closure is required, a command causes the supply of the coil of the actuator 20, which causes the displacement of the movable armature 22 towards the fixed yoke 24 on a stroke C20 after a period of latency. opposed to the displacement and corresponding to the prestressing 628 means 28 recalling it in the open position. The mechanical connection 26 drives the movable contact bridge 16 to a closed position of the line 1, reached with a force F1 after a stroke c20 corresponding to the distance separating the fixed and movable contacts 8 and 10. When the contacts 8, 10 are in closed position and the force exerted increases, the preload 618 spring means 18 directly opposes the displacement of the armature 22; once the stress 620 exerted by the electromagnet 20 exceeds the force F2, the armature 22 continues its stroke c20 until it is completely closed against the yoke 24.

Ainsi, tel qu'illustré en figure 1B, lors de l'opération de fermeture de l'appareil de commutation 6, un effort résistant s'oppose au déplacement de l'armature mobile 22, en présentant une discontinuité importante entre les forces Fi et F2 au point de contact du dispositif de contact 12, qui correspond à la précontrainte 6i8 du ressort de pôles 18. Ce point de contact est atteint lorsque l'armature 22 a parcouru une distance c20 correspondant à l'écartement initial d entre les contacts 8, 10 éventuellement augmenté de l'écartement additionnel généré par l'usure u desdits contacts 8, 10. Cette variation dans la course C20 de l'électroaimant 20 se traduit par un léger déplacement des deux bornes Fi, F2 de la discontinuité, de Fi; à Fiu et de Fei à F2u ; cependant, l'intervalle [Flu, F2,] commun à toutes 2693 LPu les situations reste notable. En particulier, pour un contacteur de gamme 65 A (respectivement 150 A) dont les contacts 8, 10 sont initialement écartés de d = 5,1 mm (respectivement 6,1 mm), les forces F1i et F2i peuvent être considérées comme égales à 8,8 et 26 N (respectivement 7,7 et 39,6 N), avec une variation maximale de 1,1 N (respectivement 0,6 N), c'est-à-dire 8,8 N < Fi < 9,7 N et 26 N < F2 < 27,1 N (respectivement Fit, < 8,3 N et Feu < 40,2 N). Le chevauchement [Fie, Fei] couvre donc au moins 15 N, plage suffisamment large pour pouvoir être utilisée et comprenant notamment la moyenne entre les bornes initiales, à savoir de l'ordre de 17 (respectivement 23 N). Thus, as illustrated in FIG. 1B, during the closing operation of the switching device 6, a resisting force opposes the displacement of the moving armature 22, presenting a significant discontinuity between the forces Fi and F2 at the point of contact of the contact device 12, which corresponds to the preload 6i8 of the pole spring 18. This contact point is reached when the armature 22 has traveled a distance c20 corresponding to the initial spacing d between the contacts 8 , 10 possibly increased by the additional gap generated by the wear u of said contacts 8, 10. This variation in the stroke C20 of the electromagnet 20 results in a slight displacement of the two terminals Fi, F2 of the discontinuity, of Fi ; at Fiu and from Fei to F2u; however, the interval [Flu, F2,] common to all 2693 LPu situations remains notable. In particular, for a contactor of 65 A range (respectively 150 A) whose contacts 8, 10 are initially separated by d = 5.1 mm (6.1 mm respectively), the forces F1i and F2i can be considered as equal to 8.8 and 26 N (respectively 7.7 and 39.6 N), with a maximum variation of 1.1 N (respectively 0.6 N), that is to say 8.8 N <F 1 <9 , 7 N and 26 N <F 2 <27.1 N (respectively Fit, <8.3 N and Fire <40.2 N). The overlap [Fie, Fei] thus covers at least 15 N, a range large enough to be able to be used and comprising in particular the average between the initial bounds, namely of the order of 17 (respectively 23 N).

Le chevauchement [Fie, Fei] entre les plages de la discontinuité causée par la précontrainte 618 du ressort 18 de contacts 8, 10 est donc utilisé par l'invention et une contrainte a correspondant à une force comprise dans l'intervalle [Fi, F2] commun est exercée sur l'actionneur 20 en position de repos ouverte (D) : cette contrainte a entraîne le déplacement de l'armature 22 sur une course c20 = d + u, jusqu'au point de contact. The overlap [Fie, Fei] between the ranges of the discontinuity caused by the preload 618 of the spring 18 of contacts 8, 10 is therefore used by the invention and a stress a corresponding to a force in the range [Fi, F2 ] is exerted on the actuator 20 in the open rest position (D): this constraint causes the displacement of the armature 22 on a stroke c20 = d + u, to the point of contact.

Comme l'écartement initial d est connu par la géométrie du contacteur 6, il est possible de déduire l'usure u des contacts 8, 10 en mesurant le déplacement de l'armature 22. As the initial spacing d is known by the geometry of the contactor 6, it is possible to deduce the wear u of the contacts 8, 10 by measuring the displacement of the armature 22.

Selon l'invention, la contrainte a est appliquée depuis l'extérieur du boîtier 14 du contacteur 6, par un élément rigide 30 de type tige ou piston, couplé sans jeu sur l'actionneur 20, de sorte qu'il est possible de mesurer le déplacement de l'armature 22 directement par le déplacement de l'élément rigide 30 : ceci permet de s'affranchir de tout capteur additionnel et/ou modification dans le contacteur 6. De fait, tel qu'illustré en figures 2, tous les contacteurs 6 possèdent sur la face avant de leur boîtier 14 des moyens de couplage 32 pour, par exemple, des dispositifs de contacts auxiliaires 12' schématisé partiellement en figure 2B ; les moyens de couplage 32 font classiquement partie intégrante du porte-contacts 26 assurant la liaison mécanique entre l'armature 22 de l'actionneur 20 et les ponts 16 de contacts mobiles de sorte que les contacts auxiliaires 8' d'un dispositif 12' qui y est couplé sont manoeuvrés identiquement aux contacts principaux 10. According to the invention, the stress a is applied from outside the housing 14 of the contactor 6, by a rigid element 30 of the rod or piston type, coupled without play on the actuator 20, so that it is possible to measure the displacement of the armature 22 directly by the displacement of the rigid element 30: this makes it possible to dispense with any additional sensor and / or modification in the switch 6. In fact, as illustrated in FIG. contactors 6 have on the front face of their housing 14 coupling means 32 for, for example, auxiliary contact devices 12 'partially diagrammed in Figure 2B; the coupling means 32 are conventionally an integral part of the contact carrier 26 providing the mechanical connection between the armature 22 of the actuator 20 and the mobile contact bridges 16 so that the auxiliary contacts 8 'of a device 12' which are coupled to them are maneuvered identically to the main contacts 10.

En particulier, selon un mode de réalisation usuel illustré en figures 2A et 2C, des moyens 32, communément nommés griffe, en face avant du porte-contact 26 permettent un accrochage mécanique direct par glissement d'un élément complémentaire schématisé en 2693 LPu figure 2B, notamment dans un système de type queue d'aronde. La griffe 32 comprend un passage 34 délimité par deux rails de guidage 36 formant fourche et des moyens de butée 38 ; un porte-contact auxiliaire 26' comprenant sur son extrémité une partie 40 de forme T complémentaire au passage 34 peut ainsi être couplée, de préférence sans jeu, pour être mobilisé similairement aux contacts mobiles 10 par le mouvement de l'armature 22. Le boîtier 14 lui-même du contacteur 6 est par ailleurs usuellement muni de moyens de solidarisation 42, également de type glissière, pour reporter l'effort d'accrochage de sorte que le râteau (formé par le porte-contacts 26 et son extrémité 32) est utilisé uniquement pour la mobilisation des contacts auxiliaires 8', mais ce n'est pas indispensable. Le mode de réalisation illustré est représentatif des solutions existantes, mais des variantes sont bien entendu possibles, notamment avec un glissement qui peut ne pas être vertical ou des découpes complémentaires de formes différentes ; la face avant du dispositif de contacts auxiliaires 12', couplé au contacteur 6 par les moyens 32, 40, 42 précédents, peut également comprendre les éléments de couplage et solidarisation 32 pour un éventuel ajout d'un auxiliaire supplémentaire. In particular, according to a customary embodiment illustrated in FIGS. 2A and 2C, means 32, commonly referred to as claws, on the front face of the contact carrier 26 allow a direct mechanical locking by sliding of a complementary element schematized in 2693 LPu FIG. 2B , especially in a dovetail type system. The claw 32 comprises a passage 34 delimited by two guide rails 36 forming a fork and stop means 38; an auxiliary contact holder 26 'comprising on its end a part 40 of shape T complementary to the passage 34 can thus be coupled, preferably without play, to be mobilized similarly to the movable contacts 10 by the movement of the frame 22. The housing 14 itself of the contactor 6 is also usually provided with securing means 42, also of slide type, to defer the attachment force so that the rake (formed by the contact holder 26 and end 32) is used only for the mobilization of the auxiliary contacts 8 ', but it is not essential. The illustrated embodiment is representative of existing solutions, but variants are of course possible, especially with a slip that may not be vertical or complementary cuts of different shapes; the front face of the auxiliary contact device 12 ', coupled to the contactor 6 by the means 32, 40, 42, may also include the coupling and securing elements 32 for a possible addition of an additional auxiliary.

Ainsi, selon l'invention et tel qu'illustré en figure 3A, un dispositif de mesure 50 comprend un boîtier 52, un élément rigide de poussée 30 dont une extrémité 40 saillante du boîtier 52 est adaptée pour un couplage sur la griffe 32 d'un contacteur 6, et des moyens 54 permettant d'exercer une force prédéterminée a sur la tige 30, c'est-à-dire sur la partie mobile 22 de l'actionneur 20 du contacteur 6, dans la direction de déplacement de l'armature 32 ; des moyens de rappel peuvent être prévus pour que la position de repos soit reprise en l'absence de poussée. Le dispositif 50 selon l'invention comprend en outre des moyens 56 pour déterminer le déplacement de sa tige de poussée 30, par exemple un capteur de position. Bien que le dispositif 50 selon l'invention ne soit pas destiné à rester couplé au contacteur 6, son boîtier 52 peut être muni de moyens de solidarisation 58 sur des guides 42 de la face avant du boîtier 14 des contacteurs 6. Thus, according to the invention and as shown in FIG. 3A, a measuring device 50 comprises a housing 52, a rigid thrust element 30, one end of which protrudes from the housing 52 is adapted for coupling on the claw 32 of a contactor 6, and means 54 for exerting a predetermined force a on the rod 30, that is to say on the movable portion 22 of the actuator 20 of the contactor 6, in the direction of movement of the frame 32; return means may be provided so that the rest position is resumed in the absence of thrust. The device 50 according to the invention further comprises means 56 for determining the displacement of its thrust rod 30, for example a position sensor. Although the device 50 according to the invention is not intended to remain coupled to the contactor 6, its housing 52 may be provided with securing means 58 on the guides 42 of the front face of the housing 14 of the contactors 6.

Pour évaluer la durée de vie restante d'un parc de contacteurs 6, le dispositif 50 selon l'invention est associé à un contacteur 6 par couplage entre l'extrémité 40 saillante et la griffe 32, ledit contacteur 6 étant dans ce mode de réalisation en position ouverte (écartement D de l'actionneur 20), et de préférence déconnecté du circuit de puissance 1 2693 LPu pour maintenance : figure 4A. Les moyens d'actionnement 54 du dispositif 50 sont sollicités pour exercer un effort prédéterminé a sur l'armature 22 via la tige 30, l'effort prédéterminé a correspondant à la position juste fermée du contacteur 6 : figure 4B. Par exemple, l'effort a peut correspondre à la moyenne entre les forces F1i et F2i, connue par la configuration du contacteur 6 (qui donne également l'écartement initial d), ou toute autre valeur de l'intervalle commun [Fie, Fei] : la poussée sur le porte-contacts 26 fait bouger les ponts de contacts 16 vers la fermeture, et l'actionneur 20 du contacteur 6 vers une position qui se révèle stabilisée rapidement, notamment dès 0,5 s. Les moyens de détermination 56 de la position permettent d'évaluer le déplacement c20 de l'armature 22, égal au déplacement de la tige 30, et d'en déduire directement l'usure u des contacts 8, 10, par exemple par des moyens de calcul 60 intégrés. To evaluate the remaining life of a park of contactors 6, the device 50 according to the invention is associated with a contactor 6 by coupling between the projecting end 40 and the claw 32, said contactor 6 being in this embodiment in the open position (distance D of the actuator 20), and preferably disconnected from the power circuit 1 2693 LPu for maintenance: FIG. 4A. The actuating means 54 of the device 50 are biased to exert a predetermined force on the armature 22 via the rod 30, the predetermined force a corresponding to the just closed position of the contactor 6: Figure 4B. For example, the force may correspond to the average between the forces F1i and F2i, known by the configuration of the contactor 6 (which also gives the initial spacing d), or any other value of the common interval [Fie, Fei ]: the thrust on the contact holder 26 moves the contact bridges 16 to the closure, and the actuator 20 of the contactor 6 to a position which is rapidly stabilized, especially from 0.5 s. The position determining means 56 make it possible to evaluate the displacement c20 of the armature 22, equal to the displacement of the rod 30, and to deduce therefrom directly the wear u of the contacts 8, 10, for example by means 60 integrated calculation.

De préférence, des moyens de temporisation 62 sont reliés aux moyens de détermination 56 et/ou calcul 60 de façon à déclencher la mesure de l'usure u une fois l'armature 22 stabilisée, par exemple après 1 s. Avantageusement, le résultat calculé est donné par l'intermédiaire de moyens de visualisation 64 présents sur le dispositif de mesure 50, par exemple un écran à cristaux liquides. Preferably, timing means 62 are connected to the determination means 56 and / or calculation 60 so as to trigger the measurement of the wear u once the armature 22 has stabilized, for example after 1 s. Advantageously, the calculated result is given by means of display means 64 present on the measuring device 50, for example a liquid crystal screen.

Dans un autre mode d'utilisation, le même dispositif 50 peut être utilisé en appliquant une force supérieure aux précontraintes a18 et a28 de sorte que le contacteur se place en position fermée pour les contacts 8, 10 et l'actionneur 20, puis en diminuant la contrainte de façon à positionner le contacteur 6 dans la position juste fermée précédente, le déplacement étant alors égal à D-d-u. In another mode of use, the same device 50 can be used by applying a greater force to the prestressing a18 and a28 so that the contactor is placed in the closed position for the contacts 8, 10 and the actuator 20, then decreasing the constraint so as to position the switch 6 in the just closed position, the displacement then being equal to Ddu.

Avantageusement, tel que schématisé dans la figure 3B, le dispositif de mesure 50 selon l'invention comprend des moyens de stockage 66 comprenant les valeurs d'écartement initial d et de contrainte a prédéterminée à appliquer pour une gamme de contacteurs 6 pour laquelle il est conçu. De préférence, les moyens de stockage 66 comprennent plusieurs couples de valeurs (d,a) pour plusieurs gammes de contacteurs 6, et des moyens de sélection de la gamme appropriée, par exemple une pluralité de boutons poussoirs 66i, de sorte que le dispositif de mesure 50 est adapté pour un parc large de contacteurs 6. De fait, les moyens d'accrochage 32 sont similaires pour toute une gamme, et le même dispositif 50 2693 LPu selon l'invention peut être utilisé indifféremment de la puissance du contacteur 6, ce qui diminue encore le coût et la logistique de maintenance. Advantageously, as shown diagrammatically in FIG. 3B, the measuring device 50 according to the invention comprises storage means 66 comprising the initial spacing values d and predetermined strain a to be applied for a range of contactors 6 for which it is designed. Preferably, the storage means 66 comprise several pairs of values (d, a) for several contactor ranges 6, and means for selecting the appropriate range, for example a plurality of pushbuttons 66i, so that the device of FIG. measurement 50 is suitable for a wide range of contactors 6. In fact, the attachment means 32 are similar for a range, and the same device 50 2693 LPu according to the invention can be used regardless of the power of the contactor 6, which further reduces the cost and maintenance logistics.

Les moyens d'actionnement 54 du dispositif 50 selon l'invention peuvent être automatisés. The actuating means 54 of the device 50 according to the invention can be automated.

Par exemple, un actionneur électrique 54A, de type vérin ou autre, associé à des moyens de déclenchement 68A de type bouton de commande tout ou rien, est couplé à la tige rigide 30. Pour obtenir la mesure, le dispositif 50 est accroché sur le contacteur 6, la sélection 66i de la gamme du contacteur 6 est effectuée et transmise aux moyens de commande 68A de l'actionneur 54, et l'utilisateur déclenche la mesure, en générant le déplacement du vérin 54A pour la contrainte prédéterminée a. De préférence, la commande est réalisée avec contrôle via un capteur de force 70 associé au vérin 54A afin d'optimiser la précision. Une fois la contrainte a appliquée et l'armature 22 stabilisée, les moyens de mesure 56 donnent le déplacement c20 de la tige rigide 30, et le microprocesseur 60 calcule l'usure u des contacts 8, 10 pour l'afficher 64. For example, an electric actuator 54A, of the jack type or the like, associated with triggering means 68A of the on / off button type, is coupled to the rigid rod 30. To obtain the measurement, the device 50 is hooked on the contactor 6, the selection 66i of the range of the contactor 6 is performed and transmitted to the control means 68A of the actuator 54, and the user triggers the measurement, generating the displacement of the cylinder 54A for the predetermined stress a. Preferably, the control is performed with control via a force sensor 70 associated with the jack 54A to optimize the accuracy. Once the stress has applied and the armature 22 stabilized, the measuring means 56 give the displacement c20 of the rigid rod 30, and the microprocessor 60 calculates the wear u of the contacts 8, 10 to display it 64.

Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'actionnement 54 peuvent être manuels, par exemple un bouton poussoir 54B ou un piston agissant directement sur la tige 30. Dans ce cas, il est avantageux de disposer de moyens permettant d'évaluer la contrainte appliquée par l'utilisateur, par exemple une barrette de diodes 72 servant de jauge d'effort et couplée à un capteur de force 70 associé au bouton poussoir 54B. In another embodiment, the actuating means 54 may be manual, for example a push button 54B or a piston acting directly on the rod 30. In this case, it is advantageous to have means for evaluating the stress. applied by the user, for example a bar of diodes 72 serving as a force gauge and coupled to a force sensor 70 associated with the push button 54B.

L'alimentation des différents composants 54A, 56, 60, 64, 66, 70, 72 du dispositif 50 selon l'invention peut être réalisée sur le réseau 1 ou par batterie, avec par exemple une gestion classique de l'alimentation entre les deux sources d'énergie. The supply of the various components 54A, 56, 60, 64, 66, 70, 72 of the device 50 according to the invention can be carried out on the network 1 or by battery, with for example a conventional management of the power supply between the two sources of energy.

Grâce au dispositif 50 selon l'invention, un service de maintenance préventive permet ainsi d'analyser l'usure d'un parc de contacteurs 6 existant, à tout moment tant que la puissance est coupée, par exemple par l'appareil de coupure 4 de la ligne 1. Bien que l'invention ait été décrite en référence à un contacteur tripolaire, elle ne s'y limite pas : d'autres éléments peuvent être concernés par l'invention, en particulier les contacteurs de type rupteurs, les appareils de commutation intégrant d'autres fonctions que la commutation, voire les 2693 LPu appareils de coupure ou sectionnement, quel que soit le nombre de pôles et le nombre de contacts par pôle.Thanks to the device 50 according to the invention, a preventive maintenance service thus makes it possible to analyze the wear of an existing pool of contactors 6, at any moment as long as the power is cut off, for example by the breaking device 4 of the line 1. Although the invention has been described with reference to a three-pole contactor, it is not limited thereto: other elements may be concerned by the invention, in particular the contactors type breakers, devices switchgear integrating functions other than switching, or even 2693 LPu switching or disconnecting devices, regardless of the number of poles and the number of contacts per pole.

26 33 LPu 26 33 LPu

Claims

REVENDICATIONS1. Device (50) for measuring the wear (u) of the contacts (8, 10) of an electromagnetically actuated electrical switchgear (6) comprising an external direct coupling element (32) to the movable armature (22) ) the electromagnetic actuator (20), said device (50) comprising: a housing (52); a rigid element (30) comprising an end portion projecting from the housing (52) and provided with coupling means (40) complementary to the coupling means (32) of the switching apparatus (6), so that the rigid member (30) can be coupled without play to the frame (22); means (54) for exerting a predetermined force (a) on the rigid member (30); means (56) for determining the displacement of the rigid element (30). 15

2. Measuring device according to claim 1, further comprising means for storing (66) a fixed displacement value (d) and means (60) for calculating the wear (u) of the contacts (8, 10). ) as a function of the set value (d) of displacement and the determined displacement (c20) by the determining means (56) when the predetermined force (a) has been exerted by the adapted means (54).

3. Measuring device according to claim 2 further comprising timing means (62) associated with the determination means (56) and / or the calculation means (60) so that the determination and / or the calculation are performed after a delay 25 allowing stabilization.

4. Measuring device according to one of claims 2 or 3 wherein the storage means (66) comprise a value (a) for the predetermined force, and the means (54) for exerting a force on the rigid element ( 30) include means (70, 72) for limiting the force exerted to said stored value. 12 2643 LPu

5. Measuring device according to one of claims 2 to 4 wherein the storage means (66) comprise several pairs of values for the predetermined force (a) and the fixed displacement (d), and further comprising means ( 66i) among the pairs of values (a, d).

6. Measuring device according to one of claims 2 to 5 wherein the means (54) for exerting the predetermined force (a) are electric and comprising means (68A) for activating them which are connected to the storage means (66). ). 10

7. Measuring device according to one of claims 2 to 6 further comprising means (64) for displaying the result of the calculation means (60).

8. Measuring device according to one of claims 1 to 7 further comprising a sensor (70) for determining the force (a) exerted on the rigid element (30).

9. Measuring device according to one of claims 1 to 8 wherein the coupling means (40) of the rigid element (30) comprises a groove slidable in a claw (32) for coupling a switching device. (6). 20

10. Measuring device according to one of claims 1 to 9 wherein the housing (52) further comprises securing means (58) complementary securing means (42) of the housing (14) of the switching device. (6). 15 2693 LPu