JP2022534385A - エレメンタリリレーの故障を予測する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、負荷回路１０３の負荷接点１０２を開閉する開閉器１０１と、開閉器１０１を作動させる１０５励磁コイル１０４とを有するエレメンタリリレー１００の故障を予測する方法２００に関し、方法２００は、負荷接点１０２を閉じる１０５ために励磁コイル１０４を励磁するステップ２０１と、負荷接点１０２を閉じた１０５ときの負荷接点１０２の接点電圧１０７の時間特性を検出するステップ２０２と、接点電圧１０７の時間特性から特性特徴を抽出するステップ２０３と、エレメンタリリレー１００の動作中に特性特徴を監視するステップ２０４とを含む。

Description

本発明は、エレメンタリリレー（ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｒｅｌａｙ）の故障を予測する方法及びエレメンタリリレーを監視する装置に関する。

エレメンタリリレーの信頼性は、ＤＩＮ ＥＮ ６１８１０－２－１に基づく実験室試験を使用して評価される。鍵となる数値は、試験したリレーの１０％が故障した開閉サイクル数（「Ｂ１０値」）である。これらの試験は通常、３つの標準負荷、ＡＣ及びＤＣに対して実施される。操作者がどの負荷でリレーを使用するのかは分かっていないため、最も小さなある「Ｂ１０値」が仮定される。多くの場合、顧客は、請求するとすぐに、特定の「Ｂ１０値」を受け取る。この「Ｂ１０値」の助けを借りても、特定のリレー又は特定の用途の故障を予測することは可能ではない。そのリレーの操作者はその開閉サイクル数に適応し、全てのリレーを早めに交換することが起こり得る。このことは、必要以上に多くの開閉サイクルが無駄になり、早期の故障が起こり続けることを意味する。

本発明の目的は、エレメンタリリレーの故障をより適切に予測することにある。詳細には、本発明の目的は、操作者が必要な措置、例えば懸念のあるリレーの交換を開始することができるようにエレメンタリリレーの故障を適時に検出することができる技法を生み出すことにある。

この目的は、独立請求項に記載された特徴を有する対象によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項、この説明及び図面の主題である。

本発明は、負荷接点を閉じたときの接点電圧降下（ｃｏｎｔａｃｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｏｐ）を記録し、この信号曲線の特性特徴（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｆｅａｔｕｒｅ）を監視するという着想に基づく。このような特性特徴に関しては、接点電圧ノイズ又は接点電圧ノイズのノイズ長（ｎｏｉｓｅ ｌｅｎｇｔｈ）が有利であることが分かった。

本出願に記載されているようなリレー又はエレメンタリリレーは、電流によって電磁的及び遠隔的に操作される開閉器（ｓｗｉｔｃｈ）であり、一般に２つの切換位置を有する。このリレーは制御回路を介して起動され、他の回路を開閉することができる。

第１の態様によれば、上述の目的は、負荷回路の負荷接点を開閉する開閉器と、開閉器を作動させる励磁コイルとを有するエレメンタリリレーの故障を予測する方法であって、負荷接点を閉じるために励磁コイルを励磁するステップと、負荷接点を閉じたときの負荷接点の接点電圧の時間特性（ｔｉｍｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を検出するステップと、接点電圧の時間特性から特性特徴を抽出するステップと、特性特徴を監視するステップとを含む方法によって解決される。

この方法は、エレメンタリリレーの故障をより適切に予測することができるという技術的利点を有する。負荷接点の接点電圧は、エレメンタリリレーの故障を予測する良い指標である。

この特性特徴を使用して、エレメンタリリレーの動作中にエレメンタリリレーを監視することができる。ノイズ長は突然に急激に、すなわち例えば１０００開閉サイクル超から１００００開閉サイクルの期間にわたって増大し得る。そのため、差し迫った故障を予想することができる。したがって、動作の間中、接点電圧を調査すべきである。しかしながら、検出には、Ｎ回の開閉サイクル（ＳＳｐ）ごとの周期的測定又はＮ回の開閉サイクルにわたる平均算出で十分である。この場合、故障の予測は２元的に理解することができる。すなわち、ノイズがあれば故障が起こり、ノイズがなければノイズに関連した故障は起こらない。

したがって、この方法は、必要な措置、例えば懸念のあるリレーの交換を適時に開始するためにエレメンタリリレーの故障を適時に認識することができる適当な技術をリレー操作者に提供する。

開閉サイクルは、開始位置へ戻る、すなわち開位置から閉位置に移り再び開位置に戻る、又は閉位置から開位置に移り再び閉位置に戻る、電気開閉器の開閉状態の完全な変化である。

故障は、接点の摩耗のために、開閉接点を確実に接続すること又は断路することができないことを意味する。

この方法の有利な実施形態では、特性特徴が、エレメンタリリレーの閉成過程（ｓｗｉｔｃｈ－ｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）中の負荷接点の接点電圧ノイズを含む。

負荷接点の接点電圧ノイズは、故障が差し迫っていることを推断するための適当な参照量である。この場合、故障の予測は２元的に理解することができる。すなわち、ノイズは故障を意味し、ノイズがないことはノイズに関連した故障がないことを意味する。

この方法の有利な実施形態では、接点電圧ノイズを抽出することが、検出された接点電圧特性の、所定の基準曲線からの偏差を決定することを含む。

この方法は、接点電圧ノイズの特性を簡単かつ効率的に決定することができるという技術的利点を有する。この方法では、例えば、ノイズを効率的に評価する、基準曲線に対する接点電圧ノイズの振幅の大きさの偏差、又は２次の重み付けがなされた偏差（ｑｕａｄｒａｔｉｃ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）若しくは他の手法で重み付けされた偏差を、偏差として使用することができる。

この方法の有利な実施形態では、基準曲線が、新しく製造されたエレメンタリリレーの負荷接点の接点電圧の時間特性を表す。

この方法は、この基準が、新品のリレーが閉じられたときのそのリレーの本来の電圧曲線に関係し、この本来の曲線からの偏差を効率的に決定することができるという技術的利点を有する。

この方法の有利な実施形態では、基準曲線が、初期電圧（ｉｎｉｔｉａｌ ｖｏｌｔａｇｅ）から終期電圧（ｅｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ）まで単調に低下する電圧特性を示す。

この方法は、この基準曲線が、負荷回路「開」から負荷回路「閉」への理想的な閉成過程、すなわち新品のリレーの閉成過程を示すという技術的利点を有する。この基準曲線は、コーナが滑らかにされた階段関数に対応する。この滑らかなコーナは、理想的でない開閉素子の開閉能力及びインダクタンスに起因する。

この方法の有利な実施形態では、この方法がさらに、エレメンタリリレーの動作中に接点電圧ノイズの振幅を監視することを含む。

この方法は、起こり得る切迫した故障に関してリレーを効率的に監視することができるという技術的利点を有する。接点電圧ノイズの振幅を使用して、リレーの切迫した故障についての適当なステートメント（ｓｔａｔｅｍｅｎｔ）を出すことができる。

この方法の有利な実施形態では、この方法がさらに、エレメンタリリレーの動作中に、負荷接点を横切る接点電圧ノイズのノイズ長を監視することを含む。

この方法は、起こり得る切迫した故障に関してリレーを効率的に監視することができるという技術的利点を有する。接点電圧ノイズのノイズ長又はノイズ持続時間を使用して、リレーの切迫した故障についての適当なステートメントを出すことができる。

この方法の有利な実施形態では、この方法がさらに、エレメンタリリレーのいくつかの開閉サイクルに関して、負荷接点を横切る接点電圧ノイズの切換時間（ｃｈａｎｇｅ ｏｖｅｒ ｔｉｍｅ）を監視することを含む。

この方法は、起こり得る切迫した故障に関してリレーを効率的に監視することができるという技術的利点を有する。接点電圧ノイズの変化を経時的に監視することによって、リレーの起こり得る故障についての適当なステートメントを出すことができる。

この方法の有利な実施形態では、この方法がさらに、所定のいくつかの開閉サイクルにわたって平均されたノイズ長に基づいてエレメンタリリレーの故障の予測を決定することを含む。

この方法は、切迫した故障を検出するために全ての開閉サイクルを調査する必要がないという技術的利点を有する。むしろ、Ｎ回の開閉サイクルごとの周期的測定又はＮ回の開閉サイクルにわたる平均算出で十分である。このことは、この方法の計算労力及び監視労力を低減させる。

この方法の有利な実施形態では、この方法がさらに、平均されたノイズ長に対する所定の限界値を超えたときに警告を出力することを含む。

この方法は、リレーの差し迫った故障に対する信頼性の高い指標を単純な方式で与えることができ、この警告通知、例えば警報信号によって、リレーの操作者が、リレーを交換すべきであるという事実に注意を向けるという技術的利点を有する。

第２の態様によれば、上述の目的は、負荷回路の負荷接点を開閉する開閉器と、開閉器を作動させる励磁コイルとを有するエレメンタリリレーを監視する装置であって、負荷接点を閉じるために励磁コイルを励磁するように適合された制御装置と、制御装置によって負荷接点を閉じたときの負荷接点の接点電圧の時間特性を検出する検出装置と、接点電圧の時間特性から特性特徴を抽出する評価装置と、エレメンタリリレーのいくつかの開閉サイクルにわたって特性特徴を監視する監視装置とを備える装置によって解決される。

この装置は、このような装置を用いてエレメンタリリレーを効率的に監視することができ、エレメンタリリレーの故障をより適切に予測することができるという技術的利点を有する。既に上で述べたとおり、負荷接点の接点電圧は、エレメンタリリレーの差し迫った故障の良い指標である。

この特性特徴を使用して、監視装置は、エレメンタリリレーの動作中にエレメンタリリレーを監視することができる。ノイズ長は突然に急激に、すなわち例えば１０００開閉サイクル超から１００００開閉サイクルの期間にわたって増大し得る。そのため、差し迫った故障を予想することができる。したがって、動作の間中、接点電圧を調査すべきである。しかしながら、検出には、Ｎ回の開閉サイクル（ＳＳｐ）ごとの周期的測定又はＮ回の開閉サイクルにわたる平均算出で十分である。この場合、故障の予測は２元的に理解することができる。すなわち、ノイズがあれば故障が起こり、ノイズがなければノイズに関連した故障は起こらない。

したがって、この監視装置は、必要な措置、例えば懸念のあるリレーの交換を適時に開始するためにエレメンタリリレーの故障を適時に認識することができる適当な技術をリレー操作者に提供する。

この装置の有利な実施形態では、特性特徴が、エレメンタリリレーの閉成過程中の負荷接点の接点電圧ノイズを含む。

負荷接点の接点電圧ノイズは、リレーの差し迫った故障が起こり得ることを推断するための適当な参照量である。この場合、故障の予測は２元的に理解することができる。すなわち、ノイズは故障を意味し、ノイズがないことはノイズに関連した故障がないことを意味する。

この装置の有利な実施形態では、検出装置が、制御装置による励磁コイルの励磁後の約２０から５０ミリ秒の信号持続時間の間、負荷接点の接点電圧の時間特性を記録するように適合されている。

この装置は、変化過程が起こった関連する時間が記録され、それらの時間を評価することができるように、検出装置が、負荷接点における開いたリレー接点から閉じたリレー接点への電圧遷移を適当な方式で記録することができるという技術的利点を有する。リレーのタイプに応じて、この電圧遷移が、約２０から５０ミリ秒の信号持続時間である。当然ながら、この電圧遷移をこれよりも長く記録することもできる。

この装置の有利な実施形態では、評価装置が、エレメンタリリレーの動作中に接点電圧ノイズのノイズ長を決定するように適合されており、監視装置が、所定のいくつかの開閉サイクルにわたって平均されたノイズ長に基づいてエレメンタリリレーの故障の予測を決定するように適合されている。

この装置は、ノイズ長が突然に急激に増大した場合に、それを素早く認識することができるという技術的利点を有する。ノイズ長の突然の急激な増大は差し迫った故障を示す。

添付図面を参照して例示的な追加の実施形態が説明される。

切換接点を有するエレメンタリリレー１００の回路図である。 一実施形態による、エレメンタリリレー１００の故障を予測する方法２００の概略図である。 エレメンタリリレー１００の耐用寿命（ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ）の始め３０１及び終わり３０２のエレメンタリリレー１００の負荷接点の接点ノイズ３００の例示的な時間特性を示す図である。 エレメンタリリレー１００の耐用寿命の全体にわたる接点ノイズ長４００の例示的な特性を示す図である。 一実施形態による、エレメンタリリレー１００を監視する装置５００の概略図である。

以下の詳細な説明では、この説明の部分を構成する添付図面を参照する。添付図面には、本発明を実施することができる特定の実施形態が例として示されている。言うまでもなく、他の実施形態を使用することもでき、本発明の発想を逸脱しない構造的又は論理的変更を加えることができる。したがって、以下の詳細な説明を限定の意味で解釈すべきではない。さらに、言うまでもなく、それができないと明確に記されていない限り、本明細書に記載された例示的なさまざまな実施形態の特徴を互いに組み合わせることができる。

態様及び実施形態は図面を参照して説明され、図面では同一の参照符号が一般に同一の要素を指す。

装置及び方法が記載されている。言うまでもなく、装置の基本的な属性は方法にも当てはまり、方法の基本的な属性は装置にも当てはまる。したがって、簡潔にするため、この説明ではそのような属性を２重に説明することはしない。

図１は、切換接点又は負荷接点１０２を有するエレメンタリリレー１００の回路図を示している。エレメンタリリレー１００は、負荷回路１０３の負荷接点１０２を開閉する開閉器１０１と、開閉器１０１を閉じる１０５励磁コイル１０４とを備える。励磁コイル１０４は、例えばコイル１０４の２つの接点１０６に電圧を印加することによって励磁又は起動することができる。次いで磁場が生じ、この磁場によって開閉器１０１に力が加えられ、その結果、負荷接点１０２が切り換えられ、それによって負荷回路１０３が閉じられる。この力は例えばアンカー（ａｎｃｈｏｒ）（図示せず）を介して加えることができる。コイル１０４の２つの接点１０６からの電圧が切られ又は非活動化された場合、開閉器１０１はその開始位置（図１に示された位置）に戻り、負荷接点１０２は開かれ、負荷回路１０３も開かれる。閉成すると、負荷接点１０２の接点電圧１０７が低下する。すなわち、接点電圧１０７が、ゼロに向かって開路電圧から短絡電圧へ変化する。接点電圧１０７の正確な遷移は本出願の主題であり、これについては以降の項でより詳細に説明する。

エレメンタリリレー１００は例えばメカニカルリレーとして設計されたものとすることができる。メカニカルリレーは主に電磁石の原理で機能する。励磁コイルの電流は、強磁性の磁心及びこれに取り付けられた同様に強磁性の可動装着式アーマチュアを通る磁束を発生させる。エアギャップのところでアーマチュアに力が加えられ、それによってアーマチュアが１つ以上の接点を開閉する。コイルの励磁が停止されるとすぐに、アーマチュアは、ばね力によってその元の位置に戻される。

図２は、一実施形態による、エレメンタリリレー１００の故障を予測する方法２００の概略図を示している。このエレメンタリリレーは例えば図１に記載されたエレメンタリリレー１００である。すなわち、このエレメンタリリレーは、負荷回路１０３の負荷接点１０２を開閉する開閉器１０１と、開閉器１０１を閉じる１０５励磁コイル１０４とを備える。

方法２００は、負荷接点１０２を閉じる１０５ために励磁コイル１０４を励磁するステップ２０１と、負荷接点１０２を閉じた１０５ときの負荷接点１０２の接点電圧１０７の時間特性を検出するステップ２０２と、接点電圧１０７の時間特性から特性特徴を抽出するステップ２０３と、エレメンタリリレー１００のいくつかの開閉サイクルにわたって特性特徴を監視するステップ２０４とを含む。

特性特徴は例えば、エレメンタリリレー１００の閉成過程１０５中の負荷接点１０２の接点電圧ノイズ、例えば図３に示された接点電圧ノイズ３００を含むことができる。

一実施形態では、接点電圧ノイズを抽出することが、記録された接点電圧特性３０２の、所定の基準曲線３０１、例えば図３に示された所定の基準曲線３０１からの偏差を決定することを含むことができる。基準曲線３０１は、新しく製造されたエレメンタリリレー１００の負荷回路１０３の接点電圧１０７の時間推移を示すことができる。例えば、基準曲線３０１は、負荷回路１０３の初期電圧Ｕ１又は開路電圧から負荷回路１０３の終期電圧Ｕ０又は短絡電圧まで単調に低下する電圧特性を示すことができる。

一実施形態では、方法２００が、エレメンタリリレー１００のいくつかの開閉サイクルにわたって接点電圧ノイズの振幅を監視することを含むことができる。

一実施形態では、方法２００が、エレメンタリリレー１００の動作中に、負荷接点１０２を横切る接点電圧ノイズのノイズ長又はノイズ持続時間、例えば図４に示されたノイズ長４００を監視することを含むことができる。

一実施形態では、方法２００が、エレメンタリリレー１００の動作中に、負荷接点１０２を横切る接点電圧ノイズの切換時間を監視することを含むことができる。接点電圧ノイズが変化した場合、すなわち接点電圧ノイズがより強くなった場合には、差し迫った故障を予想することができる。このような変化を監視することは、正確な故障確率についての予測を可能にする適当な手段である。

一実施形態では、方法２００が、動作中に接点電圧ノイズのノイズ長（例えば対応する図４を参照されたい）を決定するステップと、所定のいくつかの開閉サイクルにわたって平均されたノイズ長に基づいてエレメンタリリレー１００の故障予測を決定するステップとを含むことができる。複数の開閉サイクルにわたってノイズ長を平均した場合、すなわち開閉サイクルごとに記録したノイズ長を平均した場合には、ノイズの変化を記録し、故障を予測することができる。

一実施形態では、この所定のいくつかの開閉サイクルが、所定の連続するいくつかの閉成過程１０５を含むことができる。あるいは、ｎサイクルおきに開閉サイクルを使用することもでき、例えばｎ＝２、３、４、５、１０、２０、３０、４０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、１０００、２０００、５０００、１０００などである。

一実施形態では、方法２００が、平均されたノイズ長に対する所定の限界値を超えたときに警告を出力することを含むことができる。例えば警告信号を表示することができ、例えば、故障が差し迫っている状況では赤色ＬＥＤを表示し、又は重大でない状況では緑色ＬＥＤを表示することができる。

次に、エレメンタリリレー１００の故障を予測する方法２００の例示的な追加の実施形態を説明する。この例示的な実施形態では、故障を予測することが、「接点電圧ノイズ」、すなわち閉成過程中の負荷接点１０２の電圧のノイズに基づく。

この特徴を認識するためには、例えばコイル１０４が閉じた後のリレータイプに応じて２０から５０ミリ秒の信号持続時間に対応する閉成過程中の、エレメンタリリレー１００の負荷接点１０２の前後の接点電圧降下を記録する。

新しい（リレー）接点では、高接点電圧（開いた接点の電圧）から０Ｖに近い低接点電圧（閉じた接点の電圧）への遷移が迅速である。すなわちノイズがない。接点が消耗するとこの遷移は変化し、電圧はいくつかの跳躍（ｊｕｍｐ）を示す。すなわち、図３により詳細に示されているように、０Ｖに近い電圧で安定する前に信号がノイズを含む。

ノイズ長、すなわちコイル１０４がオンに切り換えられた後に接点電圧が最初に変化したときから、最終的に接点電圧が０Ｖ付近で安定するまでの持続時間は、切迫した故障を示す特性である。図４は、故障するまでのリレーの耐用寿命中のノイズ長の典型的な特性を示している。これは、曲線の急激な上昇により予測可能である。

この特性に基づいて故障を予測するためには、ｎ開閉サイクル（例えばｎ＝１００）ごとにノイズ長を決定しなければならない。決定方法は、本出願にとって重要ではない。いくつかの連続する閉成過程の電圧信号を平均し、次いでノイズ長を決定することが実用的であることが分かっている。

（平均された）ノイズ長が、実験室試験で予め決定された限界値を超えた場合、これは、差し迫った故障の合図である。

この限界値を除き、保存する必要がある値はない。

図３は、エレメンタリリレー１００の寿命の始め３０１及び終わり３０２のエレメンタリリレー１００の負荷接点の接点ノイズ３００の例示的な時間推移を示している。曲線３０１は、新しいリレーの負荷接点の接点電圧の電圧遷移、すなわちリレー１００の寿命の始めの記録を表している。曲線３０２は、それよりも古い又はエージングした（ａｇｅｄ）リレーの負荷接点の接点電圧の電圧遷移、すなわちリレー１００の寿命の終わりの記録を表している。既に述べたとおり、寿命は、そのリレーを使用して実施された開閉サイクル又は開閉操作の回数を示す。

曲線３０１は、ほぼ、かどが斜めになった階段関数であり、負荷回路の負荷接点の開路電圧Ｕ１から短絡電圧Ｕ０への電圧遷移を表している。この負荷接点では、接点が依然として平らであり、いくつかの開閉サイクルに起因する摩耗による亀裂又は破損を一切示していない。そのため、この負荷接点の電圧は、開路電圧Ｕ１から短絡電圧Ｕ０へ非常に速く変化する。曲線３０１は単調に低下している。この負荷接点のＵ１からＵ０への遷移は約１から２ミリ秒かかる。

曲線３０２の場合には、電圧遷移の上に強いノイズが重なっているため、階段が変化する道筋をもはやほとんど認識することができない。Ｕ１からＵ０への遷移は不連続であり、この遷移には多くの復帰（ｒｅｓｅｔ）又はノイズが伴っており、このことは、リレーのエージング過程を示している。リレーを閉じてから約１０ミリ秒後であっても依然として、もう少しで出力電圧Ｕ１に達する２つの復帰が存在している。

図４は、エレメンタリリレー１００の耐用寿命の全体にわたる接点ノイズ長４００の例示的な曲線を示している。耐用寿命は、開閉サイクル数（ＳＳｐ）で指定される。事例ごとに、負荷接点１０２の接点電圧がＵ１からＵ０に変化するのにどれくらいの時間がかかるのかを測定し、対応するそれぞれの値を開閉サイクル数に対してプロットした。例えば、接点電圧の終値Ｕ０付近の所定の限界値に接点電圧が近づくのにどれくらいの時間がかかるのかを測定することが可能である。

リレーのタイプごとに異なり得るある開閉サイクル数から、ノイズ長は突然に増大し得る。そのため、リレーの故障をすぐに予想することができる。図４のエレメンタリリレーの場合には、これが、約１００，０００開閉サイクルの値のところで起こっている。この値までノイズ長は０．００１未満であり、その後、ノイズ長は増大し、約１３０，０００開閉サイクルから急速に上昇している。そのため、リレーの差し迫った故障が予想される。例えば、接点ノイズの持続時間が第１の限界、例えば０．００１の第１の限界を超えた場合に、警告を与えることができる。例えば、接点ノイズの持続時間が第２の限界、例えば０．００６の第２の限界を超えた場合には、第２の警告又は警報を表示することができる。当然ながら、さらに別の状態を示すさらに別の限界を設定することもできる。

図５は、一実施形態による、エレメンタリリレー１００を監視する装置５００の概略図を示している。このエレメンタリリレーは例えば図１に記載されたエレメンタリリレー１００である。すなわち、このエレメンタリリレーは、負荷回路１０３の負荷接点１０２を開閉する開閉器１０１と、開閉器１０１を作動させる１０５励磁コイル１０４とを備える。

装置５００は、負荷接点１０２を閉じる１０５ために励磁コイル１０４を励磁する５０５ように適合された制御装置５０１を備える。あるいは、例えばコイル１０４の励磁が外部装置によって実行されるとき、制御装置５０１はこの励磁を検出することができる。

装置５００は、制御装置５０１が負荷接点１０２を閉じた１０５ときの負荷接点１０２の接点電圧１０７の時間特性を検出する５０６検出装置５０２を備える。

装置５００は、接点電圧１０７の時間特性から特性特徴５１０を、例えば図２による方法２００に関して上で説明したとおりに抽出する５０７評価装置５０３を備える。

装置５００はさらに、エレメンタリリレー１００の動作中に特性特徴５１０を監視する５０８監視装置５０４を備える。

特性特徴５１０は、エレメンタリリレー１００の閉成過程１０５中の負荷接点１０２の接点電圧ノイズ、例えば図３に示された接点電圧ノイズ３００を含むことができる。

装置５００の一実施形態では、検出装置５０２を、制御装置５０１による励磁コイル１０４の励磁５０５後の約２０から５０ミリ秒の信号持続時間の間、負荷接点１０２の接点電圧１０７の時間特性を記録する５０６ように設計することができる。

装置５００の例示的な一実施形態では、評価装置５０３を、動作中に（例えば図４の図解による）接点電圧ノイズのノイズ長を決定するように設計することができる。監視装置５０４は、所定のいくつかの開閉サイクルにわたって平均されたノイズ長に基づいてエレメンタリリレー１００の故障予測を決定するように設計されたものとすることができる。

検出装置５０２は例えば、対応するそれぞれの接点電圧特性が記録されたメモリとして実装することができる。評価装置５０３及び監視装置５０４は、処理装置又は制御装置として、例えば制御装置５０１と一緒に処理装置又はチップ上に実装することができる。あるいは、制御装置を、評価装置５０３及び監視装置５０４とは別に実装することもできる。例えば、制御装置５０１を、その中にリレーが設置された電子制御装置であって、リレーを監視するため又はリレーの故障を予測するためにその中で検出装置５０２、評価装置５０３及び監視装置５０４が制御装置５０１に結合された電子制御装置とすることができる。

検出装置５０２、評価装置５０３及び監視装置５０４を制御するために、通信手段によって制御装置５０１をこれらの装置に接続することができる。あるタイプのリレーの故障確率についてのステートメントを出すために、実験室試験中に監視装置５００を使用することができる。あるいは、現場でリレーを監視するために、監視装置５００を現場で使用し、リレーが動作している間に、監視装置５００が負荷接点の接点電圧の特性を記録することもできる。故障が差し迫っている場合には、交換を始めることができるように、保守職員に警告を送ることができる。

Claims (15)

1. 負荷回路（１０３）の負荷接点（１０２）を開閉する開閉器（１０１）と、前記開閉器（１０１）を作動させる（１０５）励磁コイル（１０４）とを有するエレメンタリリレー（１００）の故障を予測する方法（２００）であって、前記方法（２００）が、
   前記負荷接点（１０２）を閉じる（１０５）ために前記励磁コイル（１０４）を励磁するステップ（２０１）と、
   前記負荷接点（１０２）を閉じた（１０５）ときの前記負荷接点（１０２）の接点電圧（１０７）の時間特性を検出するステップ（２０２）と、
   前記接点電圧（１０７）の前記時間特性から特性特徴を抽出するステップ（２０３）と、
   前記エレメンタリリレー（１００）の動作中に前記特性特徴を監視するステップ（２０４）と、
   を含むことを特徴とする方法（２００）。
2. 請求項１に記載の方法（２００）であって、
   前記特性特徴が、前記エレメンタリリレー（１００）の閉成過程（１０５）中の前記負荷接点（１０２）の接点電圧ノイズ（３００）を含む、
   ことを特徴とする方法（２００）。
3. 請求項２に記載の方法（２００）であって、
   前記接点電圧ノイズ（３００）を抽出することが、検出された接点電圧特性（３０２）の、所定の基準曲線（３０１）からの偏差を決定することを含む、
   ことを特徴とする方法（２００）。
4. 請求項３に記載の方法（２００）であって、
   前記基準曲線（３０１）が、新しく製造されたエレメンタリリレー（１００）の前記負荷接点（１０２）の前記接点電圧（１０７）の前記時間特性を表す、
   ことを特徴とする方法（２００）。
5. 請求項３又は４に記載の方法（２００）であって、
   前記基準曲線（３０１）が、初期電圧（Ｕ１）から終期電圧（Ｕ０）まで単調に低下する電圧特性を示す、
   ことを特徴とする方法（２００）。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載の方法（２００）であって、
   前記エレメンタリリレー（１００）の動作中に前記接点電圧ノイズ（３００）の振幅を監視すること、
   を含むことを特徴とする方法（２００）。
7. 請求項２から６のいずれか１項に記載の方法（２００）であって、
   前記エレメンタリリレー（１００）の動作中に、前記負荷接点（１０２）を横切る前記接点電圧ノイズ（３００）のノイズ長（４００）を監視すること、
   を含むことを特徴とする方法（２００）。
8. 請求項２から７のいずれか１項に記載の方法（２００）であって、
   前記エレメンタリリレー（１００）のいくつかの開閉サイクルに関して、前記負荷接点（１０２）を横切る前記接点電圧ノイズ（３００）の切換時間を監視すること、
   を含むことを特徴とする方法（２００）。
9. 請求項２から８のいずれか１項に記載の方法（２００）であって、
   所定のいくつかの開閉サイクルにわたって平均されたノイズ長に基づいて前記エレメンタリリレー（１００）の故障の予測を決定すること、
   を含むことを特徴とする方法（２００）。
10. 請求項９に記載の方法（２００）であって、
    前記平均されたノイズ長に対する所定の限界値を超えたときに警告を出力すること、
    を含むことを特徴とする方法（２００）。
11. 負荷回路（１０３）の負荷接点（１０２）を開閉する開閉器（１０１）と、前記開閉器（１０１）を作動させる（１０５）励磁コイル（１０４）とを有するエレメンタリリレー（１００）を監視する装置（５００）であって、前記装置（５００）が、
    前記負荷接点（１０２）を閉じる（１０５）ために前記励磁コイル（１０４）を励磁する（５０５）ように適合された制御装置（５０１）と、
    前記制御装置（５０１）によって前記負荷接点（１０２）を閉じた（１０５）ときの前記負荷接点（１０２）の接点電圧（１０７）の時間特性を検出する（５０６）検出装置（５０２）と、
    前記接点電圧（１０７）の前記時間特性から特性特徴（５１０）を抽出する（５０７）評価装置（５０３）と、
    前記エレメンタリリレー（１００）の動作中に前記特性特徴（５１０）を監視する（５０８）監視装置（５０４）と、
    を備えることを特徴とする装置（５００）。
12. 請求項１１に記載の装置（５００）であって、
    前記特性特徴（５１０）が、前記エレメンタリリレー（１００）の閉成過程（１０５）中の前記負荷接点（１０２）の接点電圧ノイズ（３００）を含む、
    ことを特徴とする装置（５００）。
13. 請求項１２に記載の装置（５００）であって、
    前記検出装置（５０２）が、前記制御装置（５０１）による前記励磁コイル（１０４）の前記励磁（５０５）後の約２０から５０ミリ秒の信号持続時間の間、前記負荷接点（１０２）の前記接点電圧（１０７）の前記時間特性を記録する（５０６）ように適合されている、
    ことを特徴とする装置（５００）。
14. 請求項１２又は１３に記載の装置（５００）であって、
    前記評価装置（５０３）が、前記エレメンタリリレー（１００）の動作中に前記接点電圧ノイズ（３００）のノイズ長（４００）を決定するように適合されている、
    ことを特徴とする装置（５００）。
15. 請求項１２から１４のいずれか１項に記載の装置（５００）であって、
    前記監視装置（５０４）が、所定のいくつかの開閉サイクルにわたって平均された前記接点電圧ノイズ（３００）のノイズ長に基づいて前記エレメンタリリレー（１００）の故障の予測を決定するように適合されている、
    ことを特徴とする装置（５００）。
    

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