NO325543B1 - Fremgangsmate for a bestemme slitasje pa kontakter hos en bryteranordning - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å bestemme slitasjen til polkontakter (Cl, C2, C3) i en bryteranordning aktivert av en elektromagnet (20), hvis bevegelse styres av en magnetiseringsspole (21). Slitasjen bestemmes ut fra en kontaktslitasjeavstandsreisetid (Tu) for slagenes slitasje på kontaktene (Cl, C2, C3), som genereres i løpet av en bevegelse som lukker elektromagneten, ved måling av minst ett elektrisk signal (lp) som representerer den ledende tilstanden til minst en kraftpol, ved måling av en magnetiseringsstrøm (Is) som passerer gjennom en spole (21) hos elektromagneten og ved sammenligning av det elektriske signalet (lp) og magnetiseringsstrømmen (Is) som en funksjon av tid. Den målte reisetiden (Tu) kan deretter sammenlignes med en initiell reisetid (Ti) som er lagret i bryteranordningen. Oppfinnelsen angår også en bryteranordning som er i stand til å anvende en slik fremgangsmåte.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å bestemme slitasjen til polkontaktene i en kraftbryteranordning tilveiebrakt med en eller flere kraftpoler, spesielt i en kontaktor, en starter eller diskontaktor, eller en kontaktoravbryter. Oppfinnelsen angår også en bryteranordning som er i stand til å anvende en slik fremgangsmåte.

En bryteranordning har faste kontakter og bevegelige kontakter på hver kraftpol for å bryte en elektrisk last som skal styres. Skiver montert på disse kontaktene slites med varierende hastighet i løpet av hver bryteroperasjon, avhengig av strømbelastningen eller spenningsbelastningen. Etter et stort antall bryteroperasjoner kan denne slitasjen forårsake feil på bryteranordningen, og konsekvensen av denne feilen kan være alvorlig med tanke på sikkerhet og tilgjengelighet. En løsning som ofte anvendes for å hindre denne typen konsekvenser er systematisk å erstatte enten kontaktene eller bryteranordningen i sin helhet etter et forhåndsbestemt antall operasjoner (for eksempel en million operasjoner) uten å undersøke den virkelige slitasjen til kontaktskivene. Resultatet kan være at arbeidet gjøres for sent dersom skivene allerede er svært slitte, eller utskiftningen skjer tidligere enn nødvendig dersom skivene ikke er tilstrekkelig slitte. Derfor er muligheten for å bestemme den virkelige slitasjen til kontaktene for å utlede informasjon angående gjenværende levetid til kontaktpolene, eller for å vite når de har nådd slutten på deres levetid, være nyttig for en bryteranordning som utfører et stort antall operasjoner, ettersom det vil fremskaffe et middel for å alarmere brukeren ved det rette tidspunktet og dermed hindre feil eller skader som vil kunne oppstå i en automatisk installasjon.

Dokumentene EP0878015 og EP0878016 bestemmer gjenværende levetid til kontakter ved å beregne en modifisering av kontakttrykket under en kontaktåpningsoperasjon. Endringen på kontakttrykket bestemmes ved måling av tiden mellom initielt tidspunkt hvorved bevegelsen av den elektromagnetiske styringsarmaturen starter og det endelige tidspunktet hvorved kontakten er åpen. Det initielle tidspunktet påvises ved bruken av en hjelpekrets som analyserer spenningen i terminalene til den elektromagnetiske spolen under åpningsfasen. Det endelige tidspunktet er ved begynnelsen av åpningen til den mest alvorlig slitte bryterkontakten og påvises ved å koble alle fasene til en påvisningskrets og måle bryterspenningen som en variasjon av spenningen ved et kunstig nøytralt punkt ved kraftledningene på utgangssiden.

Det faktum at disse anordningene arbeider mens bryteren åpner, introduserer nærværet av en elektrisk bue som kan forstyrre spenningsmålingene i polene. Disse anordningene krever også spesielle forhåndsregler for å måle spolespenningen, slik som anvendelsen av en hjelpebryter som må tilføres for å isolere hjelpekretsen fra spolens kraftforsyning, for å måle spolespenningen i en utladningsmotstand.

Dokumentet US 6 225 807 viser en fremgangsmåte og anordning for å bestemme gjenværende levetid for elektriske kontakter.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å bestemme slitasjen til polkontakter i en bryteranordning så enkelt som mulig, mens disse ulempene unngås. For å oppnå dette beskriver oppfinnelsen en fremgangsmåte for å bestemme slitasje på polkontakter hos en bryteranordning, som definert i det selvstendige patentkrav 1.

I samsvar med ett aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen bestemmes kontaktlukketidspunktet ved nærværet av et elektrisk signal når polen blir ledende, og slutten av den elektromagnetiske lukkebevegelsen bestemmes ved påvisning av en minimal magnetiseringsstrøm.

I samsvar med et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen, bestemmes lukketidspunktet til kontaktene for hver kraftpol fra nærværet av en hovedstrøm som sirkulerer i den tilsvarende kraftpolen i bryteranordningen. I samsvar med et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen, bestemmes lukketidspunktet til kontaktene hos en kraftpol ved nærværet av en fase-/nøytral spenning på utgangssiden av kontaktene, mellom den tilsvarende kraftpolen og et nøytralt punkt. I samsvar med et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen, bestemmes lukketidspunktet til kontaktene hos kraftpolene ved nærværet av en fase/fasespenning mellom to krafitpoler, på utgangssiden av kontaktene.

Det er fordeler ved å arbeide når kontaktene er lukket, med andre ord når elektromagneten er forsynt med energi heller enn når kontaktene er åpne. Først unngås forstyrrelser som oppstår under åpning, spesielt relatert til den elektriske buen ved kontaktene og den gjenværende magnetiske fluksen i spolen. Derfor forenkler dette målingen av en strøm av eller en spenning i polene til anordningen for å påvise kontaktens lukketidspunkt. I en bryteranordning med en elektronisk styrt spole, er spolemagnetismestrømmen allerede målt ved tidspunktet til lukkingen, mens elektromagneten er fylt med energi, selv om dette ikke nødvendigvis måles under åpningen. Derfor kan denne målingen av magnetiseringsstrømmen også enkelt anvendes til å påvise slutten på den elektromagnetiske lukkebevegelsen.

Den målte slitasjeavstandsreisetiden, som kan korrigeres av en korreksjonskoeffisient, anvendes for å bestemme slitasjen til kontaktene som starter fra driften til denne reisetiden målt med tanke på en initiell slitasjeavstandsreisetid lagret i bryteranordningens lagringsmiddel. Kontaktslitasje kan på denne måten bestemmes ved å starte fra en sammenligning av den målte slitasjeavstandsreisetiden med en minimum akseptabel slitasjeavstandsreisetid lagret i lagringsmiddelet til bryteranordningen.

Oppfinnelsen beskriver også en bryteranordning for bestemmelse av slitasje hos polkontakter omfattende en eller flere kraftpoler, som definert i det selvstendige patentkrav 9.

I samsvar med et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen, omfatter bryteranordningen midler for lagring av en initiell kontaktslitasjeavstandsreisetid. Prosesseringsenheten beregner en målt kontaktslitasjeavstandsreisetid og sammenligner den målte avstandsreisetiden med den initielle lagrede avstandsreisetiden for å bestemme den gjenværende levetiden for kontaktene og/eller for å tilveiebringe slutten av levetidsinformasjon, hvor ytelsesevnen til produktet ikke lenger garanteres utover denne.

Andre aspekter og fordeler vil komme frem fra lesing av den detaljerte beskrivelsen gitt nedenfor, hvor det henvises til en utførelsesform gitt som et eksempel og som representeres ved de vedlagte tegningene, hvor: - Figur 1 viser et funksjonsdiagram av en bryteranordning i samsvar med oppfinnelsen, omfattende første strømmålingsmidler, - Figur 2 gir en forenklet detalj av betjeningen av kontaktpolen i en bryteranordning vist i figur 1, - Figur 3 er en serie av diagrammer som viser variasjonen til hovedstrømmene og magnetiseringsstrømmen under en lukkebevegelse hos bryteranordningen vist i figur 1, - Figur 4 viser detaljer i et alternativ til figur 1, med første spenningsmålende midler.

En elektrisk bryteranordning, for eksempel slik som en kontaktor, en kontaktoravbryter eller starter (diskontaktor), omfatter en eller flere kraftpoler. I eksempelet vist i figur 1 omfatter bryteranordningen tre kraftpoler Pl, P2 og P3.

Bryteranordningen omfatter strømledninger på inngangssiden (kildelinjer) som setter opp en elektrisk forbindelse mellom det elektriske kraftforsyningsnettverket og kraftpolene Pl, P2 og P3, og strømlinjene LI, L2 og L3 på inngangssiden (lastlinjer) som setter opp en elektrisk forbindelse mellom polene hos bryteranordningen og en elektrisk last, vanligvis en elektrisk motor M, som skal styres og/eller beskyttes ved bruk av bryteranordningen. Strømlinjene på inngangssiden er tilkoblet eller frakoblet strømlinjene på utgangssiden ved polkontaktene Cl, C2 og C3. Kontaktene Cl, C2 og C3 omfatter bevegelige kontakter arrangert på en bevegelig bro 28, og faste kontakter, på en kjent måte. Den bevegelige broen 28 aktiveres av en styringselektromagnet 20 og ved en kontakttrykkfjær 25. Styringselektromagneten 20 omfatter et fast åk, et bevegelig anker 23, en returfjær 26 og en magnetiseringsspole 21. Lukkebevegelsen til det bevegelige ankeret 23 hos elektromagneten 20 genereres ved å sende en magnetiseringsstrøm Is i magnetiseringsspolen 21. Fortrinnsvis forsynes magnetiseringsspolen 21 med kraft fra en DC-eksiteringsspenning.

En bryteranordning med bryterpoler er vist i den detaljerte utførelsesformen i figur 2, men det vil på samme måte være mulig å forestille seg en anordning med kontaktorpoler. Operasjonen til en anordning med bryterpoler er som følger: Når det ikke er noen magnetiseringsstrøm Is som sirkulerer i spolen 21 til elektromagneten, forårsaker returfjæren 26 separasjon mellom det bevegelige ankeret 23 og det faste åket til elektromagneten. Det bevegelige ankeret 23 samarbeider mekanisk med en mekanisk forbindelse 22 ikke vist i detalj her (slik som en trykkstang), for slik å virke på den bevegelige broen 28 for med dette å åpne kontaktene ved separering av de bevegelige kontaktene fra de faste kontaktene. Returfjæren 26 kan ikke gjøre dette dersom ikke kraften er større enn kraften fra kontakttrykkfjæren 25. Nærværet av en magnetiseringsstrøm Is i magnetiseringsspolen 21 forårsaker omvendt forskyvning av det bevegelige ankeret 23 mot det faste åket hos elektromagneten 20, for med dette å løse ut den bevegelige broen 28. Kontaktens lukkekraft tilveiebringes av kontakttrykkfjæren 25 som bæres på den bevegelige broen 28 for å tvinge kontaktene bestemt inn i kontakt med de faste kontaktene. En anordning med bryterpoler har spesielt den fordelen at den reduserer risikoen ved å sprette tilbake ved slutten av kontaktens lukkebevegelse, siden tregheten til den bevegelige broen 28 er separert fra det bevegelige ankeret 23 hos elektromagneten i dette tidspunktet.

I en bryteranordning med bryterpoler, kan kontaktskiver lages tilstrekkelig tykke, slik at slutten av produktets levetid ikke er et resultat av at skivene er for tynne, men heller fordi den gjenværende slitasjereiseavstanden til kontaktene er for liten. Når denne slitasjereiseavstanden er null, vil trykkstangen 22 fortsatt være i kontakt med den bevegelige broen 28 når det bevegelige ankeret 23 har avsluttet sin lukkebevegelse, som hindrer trykkraften som skal påføres fjæren 25 å bringe de bevegelige kontaktene i kontakt med de faste kontaktene. Siden kontakttrykket ikke lenger er tilstrekkelig, er det under disse betingelsene ikke lenger mulig å garantere at bryteranordningen vil funger skikkelig. Dermed kan kontaktslitasjen avhenge av gjenværende slitasjereiseavstand til kontaktene heller enn gjenværende tykkelse på skivene.

I samsvar med oppfinnelsen omfatter bryteranordningen første målemidler 11, 12, 13, 11' som er i stand til å gi ut minst ett primært signal som måler minst ett elektrisk signal som representerer den ledende eller ikke-ledende tilstanden til minst en kraftpol Pl, P2, P3.1 utførelsesformen vist i figur 1, omfatter det første målemiddelet strømsensorer 11, 12, 13 installert i serie på hver strømlinje LI, L2, L3 på utgangssiden og hver gir henholdsvis ut et primært signal 31, 32, 33, avhengig av hovedstrømmen lp som henholdsvis sirkulerer i hver pol Pl, P2 og P3 hos bryteranordningen. Normalt anvendes disse strømsensorene 11, 12 og 13 spesielt for å utføre beskyttelsesfunksjoner ved termiske feil, magnetiske feil eller kortslutningsfeil i en kontaktorbryter. For eksempel kan strømsensorene 11, 12 og 13 være strømsensorer av Rogowski-typen. I dette tilfellet er det primære signalet som oppnås faktisk et bilde av den deriverte av strømmen lp, slik at et stort signal er mulig øyeblikkelig etter at strømmen fremtrer, for med dette å lette påvisningen av tidspunktet hvorved strømmen lp fremtrer.

I den alternative utførelsesformen vist i figur 4, er de første målemidlene 11' plassert på utgangssiden av kontaktene Cl, C2, C3, mellom strømlinjene LI, L2, L3 på utgangssiden og et virtuelt nøytralt punkt N hos bryteranordningen, for å gi ut de primære signalene 31', 32' og 33' som avhenger av fasen/nøytralspenningen på de ulike kraftpolene Pl, P2, P3. Denne alternative løsningen er enklere å implementere i anordningen uten sensorer. I det forenklede eksempelet vist i figur 4, omfatter målemidlene 11' en første høy motstand, som omkobler hver målte pol for å senke strømintensiteten, plassert i serie med en andre motstand som spenningen måles over, ved terminalene. Endene til de to andre motstandene er koblet til det nøytrale punktet N. Andre lignende spenningsmålingssystemer eksisterer. Derfor genererer målemidlene 11' primære signaler 31', 32', 33' som representerer fasen/nøytral spenningen hos de ulike polene etter analog prosessering dersom det er nødvendig. I en annen alternativ utførelsesform vil det også være mulig å anvende første målemidler som er i stand til å måle en fase/fasespenning mellom to kraftpoler.

De primære signalene 31, 32, 33 eller 31', 32', 33' sendes til en prosesseringsenhet 10 hos bryteranordningen. Denne prosesseringsenheten 10 kan for eksempel være installert i en ASIC-type integrert krets installert på en trykt krets inne i bryteranordningen. Spesielt kan denne anvendes for å styre styringselektromagneten 20 og i tilfelle det er snakk om en kontaktoravbryter, for å styre en termisk og/eller magnetisk utkoblingsanordning.

Bryteranordningen omfatter også andre målemidler 14 for å måle magnetiseringsstrømmen Is som sirkulerer i magnetiseringsspolen 21 hos elektromagneten 20. Siden spolen 21 er forsynt med kraft gjennom en DC-spenning, kan det andre målemiddelet 14 omfatte en motstand koblet i serie med styringskretsen til spolen 21, hvorved spenningen ved terminalene måles direkte. Etter analog prosessering av denne målingen, genererer derfor målemidlene 14 et andre signal 34 som representerer magnetiseringsstrømmen Is som sendes til prosesseringsenheten 10.

I tilfelle det er snakk om bryteranordning av typen kontaktor/kretsavbryter som allerede er tilveiebrakt med strømsensorer 11, 12 og 13, som måler hovedstrømmene lp for å beskytte en elektrisk last, kan disse samme strømsensorene fortrinnsvis også anvendes i sammenheng med den foreliggende oppfinnelsen for å bestemme tidspunktet som kontaktene Cl, C2 og C3 lukkes. Dersom en kontaktavbryteranordning allerede omfatter en elektronisk prosesseringsenhet 10, spesielt utformet til å styre en styringselektromagnet 20, har denne prosesseringsenheten 10 også informasjon 34 som representerer magnetiseringsstrømmen Is. Det er da enkelt og økonomisk å integrere en fremgangsmåte for bestemmelse av kontaktslitasen som beskrevet i samsvar med oppfinnelsen inn i en bryteranordning, for slik å være i stand til å alarmere brukeren ved det påkrevde tidspunktet og dermed hindre feil eller sammenbrudd hos bryteranordningen.

Det henvises til figur 3 hvor fremgangsmåten anvendt i prosesseringsanordningen 10 er basert på det følgende prinsippet: Når en ordre 50 om å lukke kontakten fremkommer, begynner magnetiseringsstrømmen Is som er vist i diagrammet ved kurven 51 sendt til spolen 21 hos elektromagneten 20, å øke. I løpet av denne separasjonsfasen beveger ikke det bevegelige ankeret 23 hos elektromagneten 20 seg og magnetiseringsstrømmen Is øker langs en tilnærmet asymptotisk kurve.

Ved tidspunkt A har magnetiseringsspolen 21 lagret et tilstrekkelig antall ampereviklinger for å starte lukkebevegelsen til det bevegelige ankeret 23. Når man starter fra dette tidspunktet, vil luftgapet til elektromagneten 20 reduseres progressivt, noe som vil forårsake en variasjon i reluktansen hos den magnetiske kretsen bestående av det faste åket og det bevegelige ankeret 23 hos elektromagneten 20. Denne variasjonen i reluktansen forårsaker et fall i magnetiseringsstrømmen Is. Fallet i magnetiseringsstrømmen Is fortsetter til et tidspunkt C som tilsvarer slutten på reiseavstanden til det bevegelige ankeret 23, med andre ord, slutten på lukkebevegelsen til elektromagneten 20. Etter tidspunktet C, varierer ikke lenger luftgapet og derfor heller ikke reluktansen til elektromagneten, og magnetiseringsstrømmen Is øker igjen som vist på kurve 51.

På samme tid, når man starter fra tidspunktet A, løser bevegelsen av det bevegelige ankeret progressivt den bevegelige broen 28 som så trekkes av kontakttrykkfjæren 25. Den bevegelige broen 28 starter å bevege seg til tidspunkt B hvorved den bevegelige kontakten til hver pol vil tvinges inn i kontakt med de tilsvarende faste kontaktene, noe som bringer polen inn i ledende tilstand. Når man starter på dette tidspunktet B, vil en hovedstrøm lp som måles av de ulike strømsensorenhet 11, 12, 13 fremtre, som vist i diagrammet ved kurve 52. Dersom hver pol omfatter to faste kontakter og to bevegelige kontakter som vist i figur 2, vil tidspunktet B fortrinnsvis tilsvare lukking av de to parene av faste/bevegelige kontakter som vil gjøre det mulig å påvise den største slitasjen til skivene i de to parene av kontakter i den samme polen. I den alternative utførelsesformen i figur 4, kan tidspunktet B bestemmes på hver pol ved fremtreden av en fase/nøytral spenning på utgangssidene av kontaktene, målt av de første målemidlene 11' mellom en pol og det virtuelle, nøytrale N. På samme måte kan tidspunktet B også påvises ved bruk av en fase/fasespenningsmåling mellom de to polene hos anordningen på inngangssiden av kontaktene.

På denne måten er prosesseringsenheten 10 i stand til å påvise slutten av den elektromagnetiske lukkebevegelsen som tilsvarer tidspunktet C ved å påvise nærværet av en minimal verdi for magnetiseringsstrømmen Is representert av et vendepunkt på kurven Is i figur 3, som starter fra det mottatte andre signalet 34. Videre er prosesseringsenheten 10 også i stand til å påvise tidspunktet for kontaktlukkingen, tilsvarende tidspunktet B, ved å påvise nærværet av elektriske signaler som representerer den ledende eller ikke-ledende tilstanden til polene (med andre ord enten hovedstrømmen lp eller fase/nøytralspenningen eller fase/fasespenningen) som starter fra det eller de primære signalene 31, 32, 33 eller 31', 32', 33'. Prosesseringsenheten 10 kan sammenligne variasjoner i de elektriske signalene og magnetiseringsstrømmen Is som en funksjon av tid, og anvende disse variasjonene for å bestemme kontaktslitasjeavstandsreisetiden.

Tiden Tl mellom tidspunkt A og tidspunkt C tilsvarer varigheten til lukkebevegelsen til det elektromagnetiske bevegelige ankeret 23. Tiden T2 mellom tidspunkt A og tidspunkt B tilsvarer varigheten av lukkebevegelsen hos den bevegelige broen 28. Forskjellen (eller tidsintervallet) mellom Tl og T2, her kalt Tu, tilsvarer reisetiden som er nødvendig for reising av kontaktslitasjeavstanden (også kalt kontaktkompresjonsreiseavstanden) mellom tidspunkt B og tidspunkt C, vist i diagrammet i 53. Det er klart at tidspunktet T2 øker ettersom slitasjen til de faste og/eller bevegelige kontaktskivene øker, og derfor reduseres tiden Tu.

For å unngå tilfeldige unøyaktigheter i målingene og beregningen av tiden Tu, kan prosesseringsenheten 10 valgfritt utføre filtrering eller glatting, spesielt bruk av gjennomsnittsverdier beregnet fra flere målinger som utføres ved et gitt antall lukkesykluser for elektromagneten, for eksempel i størrelsesorden flere titalls sykluser.

Informasjonen angående kontaktslitasjen kan på ulike måter omfatte informasjon angående den gjenværende levetiden til kontaktene uttrykt som en prosent, grad av slitasje osv og/eller advarselsinformasjon som indikerer slutten på levetiden til kontaktene hos bryteranordningen.

For å fremskaffe informasjon angående gjenværende levetid til kontaktene, sammenligner prosesseringsenheten 10 den målte kontaktslitasjeavstandsreisetiden Tu med den initielle reisetiden Ti som tilsvarer en initiell slitasjeavstand for kontakten (også kalt kompresjonsavstanden i den nye tilstanden) og overvåke variasjonen i tid eller utvikling i forskjell mellom Tu og Ti. Denne initielle reisetiden Ti tilsvarer en kalibreringsverdi bestemt for en gitt type elektromagnet.

For å fremskaffe advarselsinformasjon mot slutten av kontaktens levetid sammenligner prosesseringsenheten 10 den målte kontaktslitasjeavstandsreisetiden Tu med minimum reisetid Tmin som tilsvarer en minimum kontaktslitasjeavstand mellom hvilke det ikke er mulig å garantere forventet ytelse for bryteranordningen. Denne minste reisetiden Tmin er også bestemt for en gitt type elektromagnet.

Bryteranordningen har så indre lagringsmidler 15 koblet til prosesseringsenheten 10 som er i stand til å lagre denne initielle verdien Ti og/eller denne minimale verdien Tmin. Lagringsmiddelet 15 kan for eksempel bestå av et ikke-flyktig minne av typen EEPROM eller et minne av typen Flashminne. Av kostnadsmessige og dimensjonsmessige grunner installeres fortrinnsvis prosesseringsenheten 10 og lagringsmiddelet 15 i den samme integrerte kretsen hos bryteranordningen. Den initielle verdien Ti er lagret i minnet 15 enten med en verdi som er forhåndsbestemt når bryteranordningen produseres, eller med en første måling av Tu som utføres under de første bryteroperasj onene til bryteranordningen.

For å sammenligne Tu med Ti og/eller Tmin, er det nyttig å gjøre en antagelse om den virkelige hastigheten til den bevegelige delen av elektromagneten i løpet av kontaktlukkeavstanden. For eksempel kan Ti og Tmin bestemmes fra en nominell hastighet for den bevegelige delen 23 hos elektromagneten, og denne nominelle hastigheten er ikke nødvendigvis identisk med den sanne hastigheten som anvendes for å bestemme Tu.

I en første forenklet variant er det tatt i betraktning at forskyvningshastigheten til det bevegelige ankeret 23 forblir tilnærmet konstant for en gitt type elektromagnet med gitte merkedata. I dette tilfellet kan prosesseringsenheten 10 overvåke den deriverte til forskjellen mellom den målte reisetiden Tu og den initielle reisetiden Ti, og er enkelt i stand til å beregne gjenværende levetid i kontaktene. På samme måte kan prosesseringsenheten 10 enkelt være i stand til å gi informasjon om slutten på kontaktens levetid når Tu faller under Tmin, uten å kreve en korreksjon av målingen av Tu.

I en andre variant er det tatt i betraktning at forskyvningshastigheten til det bevegelige ankeret 23 ikke bare avhenger av typen elektromagnet, men også av spenningen på kraftforsyningen til magnetiseringsspolen (eller i det minste den gjennomsnittlige spenningen til kraftforsyningen sett av spolen i tilfelle det er snakk om en vekslende rekkefølge). Ettersom spenningen fra kraftforsyningen øker, kan den sanne forskyvningshastigheten til det bevegelige ankeret 23 øke i løpet av lukkebevegelsen. I dette tilfellet er bryteranordningen tilveiebrakt med midler for måling av denne spenningen for kraftforsyningen. Disse midlene er koblet til prosesseringsenheten 10 slik at det kan tildele en korreksjonskoeffisient til den målte reisetiden Tu mens det tas hensyn til hastighetsvariasjonene før det gjøres en sammenligning med Ti og/eller Tmin, for å oppnå en bedre presisjon i genereringen av informasjonen som angår kontaktslitasje.

I en tredje variant er det tatt i betraktning at forskyvningshastigheten til det bevegelige ankeret 23 også avhenger av andre parametere slik som anordningens driftstemperatur. Imidlertid skal ikke fremgangsmåten hindres med beregninger som vil bli for komplekse. Prosesseringsenheten vil i dette tilfellet beregne en varighet til separasjonsfasen T3 (se figur 3) som tilsvarer tiden medgått mellom et tidspunkt 0 hvorved en strøm Is fremtrer i spolen, og tidspunktet når den maksimale strømmen Is fremtrer ved begynnelsen av bevegelsen til det bevegelige ankeret 23, for mer nøyaktig å estimere forskyvningshastigheten til det bevegelige ankeret 23. Denne varigheten T3 er også en funksjon av driftstemperaturen til anordningen og spenningen til kraftforsyningen til spolen, hvor det følgelig kan gjøres en enkel korrelasjon mellom variasjonen i varigheten T3 og variasjonen til hastigheten til det bevegelige ankeret. Ved sammenligning av den målte varigheten T3 med en lagret referansevarighet, kan en korreksjonsfaktor tilknyttes den målte reisetiden Tu, mens det tas i betraktning hastighetsvariasjoner for å oppnå en bedre nøyaktighet i å generere informasjon angående slitasjen til kontaktene.

Bryteranordningen kan også omfatte kommunikasjonsmidler 18 for å koble den til en kommunikasjonsport B, slik som en serieforbindelse, en feltport, et LAN, et globalt nettverk (av typen Intranett eller Internet) eller annet. Disse kommunikasjonsmidlene 18 er koblet til prosesseringsenheten 10 slik at informasjonen relatert til slitasje på polkontaktene beregnet av prosesseringsenheten 10 kan overføres til kommunikasjonsporten B. Bryteranordningen kan også omfatte signalmidler 17 som er koblet til prosesseringsenheten 10. Disse signalmidlene 17, slik som en miniskjerm eller flere lys på fronten til bryteranordningen, muliggjør at en operatør anbrakt nær bryteranordningen kan vise informasjon vedrørende slitasjen til polkontaktene beregnet av prosesseringsenheten 10.

Videre, i tilfellet hvor prosesseringsenheten 10 påkreves å utstede en ordre for å styre styringselektromagneten 20, er prosesseringsenheten 10 i stand til slavisk å

følge denne ordren til slutten på informasjonen om polkontaktens levetid, for slik å være i stand til å eliminere muligheten til å utstede en ordre om å lukke kraftpolene med bryteranordningen dersom kontaktslitasjen er for høy, siden det ikke lenger vil være mulig å garantere den annonserte ytelsen for bryteranordningen. Dermed tilveiebringer dette en svært verdifull sikkerhetsfunksjon siden bryteranordningen kan låse seg selv dersom det er risiko for feilfunksjon.

I en foretrukket utførelsesform er bryteranordningen tilveiebrakt med en strømsensor 11, 12 og 13 for hver av kraftpolene Pl, P2 og P3. Prosesseringsenheten 10 mottar her et primært signal 31, 32, 33 for hver pol og er derfor i stand til å detektere kontaktslitasjen separat på hver kraftpol. I dette tilfellet vil slitasjen til kontaktene hos bryteranordningen beregnes enten pol for pol, eller ved bruk av kraftpolene med de mest slitte kontaktene.

I en annen utførelsesform har ikke bryteranordningen noen strømsensor 11, 12, 13 for hver pol Pl, P2, P3, men har for eksempel en strømsensor kun for en enkelt pol. Prosesseringsenheten 10 mottar så et enkelt primært signal og er kun i stand til å faktisk påvise slitasje til kontaktene for denne kraftpolen. I dette tilfellet vil slitasjen hos alle kontaktene til bryteranordningen bestemmes ut fra denne enkelte målingen for en pol, uten å ta i betraktning andre forskjeller mellom slitasjeverdier på ulike poler.

Det er klart at andre varianter og forbedringer av detaljer kan forutses og anvendelsen av ekvivalente midler kan forutses uten å forlate rammen av oppfinnelsen.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for å bestemme slitasje hos polkontakter (Cl, C2, C3) i en bryteranordning som omfatter en eller flere kraftpoler tilpasset kontakter aktivert av en styringselektromagnet (20), hvis bevegelse mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon styres av en magnetiseringsspole (21), slitasjen på kontaktene (Cl, C2, C3) bestemmes ved bruk av en kontaktslitasjeavstandsreisetid (Tu), karakterisert ved at kontaktslitasjeavstandsreisetiden (Tu) genereres ved bruk av en elektromagnetisk lukkebevegelse: ved måling av minst ett elektrisk signal (lp) som representerer den ledende eller ikke-ledende tilstanden til en kraftpol (Pl, P2, P3), ved måling av magnetiseringsstrømmen (Is) som passerer gjennom spolen (21) hos elektromagneten (20), ved beregning av tidsintervallet mellom et kontaktlukkende tidspunkt bestemt av det elektriske signalet (lp) og et sluttidspunkt for elektromagnetens lukkebevegelse bestemt av magnetiseringsstrømmen (Is).

2. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at sluttidspunktet til elektromagnetens lukkebevegelse bestemmes av påvisning av et minimum av eksiteringsstrøm (Is).

3. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at lukketidspunktet til kontaktene (Cl, C2, C3) bestemmes av nærværet av det elektriske signalet (lp).

4. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at lukketidspunktet til kontaktene (Cl, C2, C3) for hver pol bestemmes av nærværet av en hovedstrøm (lp) som sirkulerer i hver kraftpol (Pl, P2, P3) hos bryteranordningen.

5. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at lukketidspunktet til kontaktene (Cl, C2, C3) hos hver pol bestemmes av nærværet av en fase/nøytral spenning mellom hver kraftpol (Pl, P2, P3) og et nøytralt punkt (N) på utgangssiden av kontaktene.

6. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at lukketidspunktet til polkontaktene (Cl, C2, C3) bestemmes av nærværet av en fase/fasespenning mellom to kraftpoler (Pl, P2, P3) hos utgangssiden av kontaktene.

7. Fremgangsmåte i samsvar med ett av patentkravene 1 til 6, karakterisert ved at slitasjen til kontaktene bestemmes ved å bruke variasjonen i tid for den målte kontaktslitasjeavstandsreisetiden (Tu) sammenlignet med en initiell kontaktslitasjeavstandsreisetid (Ti) lagret i lagringsmiddelet (15) hos bryteranordningen.

8. Fremgangsmåte i samsvar med ett av patentkravene 1 til 6, karakterisert ved at slitasjen til kontaktene bestemmes ved å bruke en sammenligning av den målte kontaktslitasjeavstandsreisetiden (Tu) med en minimum akseptabel kontaktslitasjeavstandsreisetid (Tmin) lagret i lagringsmiddelet (15) hos bryteranordningen.

9. Bryteranordning for bestemmelse av slitasje hos polkontakter (Cl, C2, C3) omfattende en eller flere kraftpoler (Pl, P2, P3) tilveiebrakt med polkontakter (Cl, C2, C3) aktivert av en styringselektromagnet (20), hvis bevegelse mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon styres av en magnetiseringsspole (21), hvor slitasjen på polkontaktene (Cl, C2, C3) bestemmes ved bruk av en kontaktslitasjeavstandsreisetid (Tu), karakterisert ved at kontaktslitasjeavstandsreisetiden (Tu) genereres ved bruk av en elektromagnetisk lukkebevegelse, og at bryteranordningen omfatter: første målemidler (11, 12, 13, 11') som gir ut minst ett primært signal (31, 32, 33, 31', 32', 33') som representerer den ledende eller ikke-ledende tilstanden til minst en kraftpol (Pl, P2, P3), andre målemidler (14) som gir ut et andre signal (34) som representerer en magnetiseringsstrøm (Is) som sirkulerer i spolen (21) hos elektromagneten (20), en prosesseringsenhet (10) hvori de primære signalene (31, 32, 33, 31', 32',

33') og det andre signalet (34) sendes inn, for beregning av tidsintervallet mellom et kontaktlukkende tidspunkt bestemt av det elektriske signalet (lp) og et sluttidspunkt for elektromagnetens lukkebevegelse bestemt av magnetiseringsstrømmen (Is).

10. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 9, karakterisert ved at de første målemidlene (11, 12, 13) er plassert i serie med strømlinjer (LI, L2, L3) hos bryteranordningen for å måle hovedstrømmene som sirkulerer i kraftpolene (Pl, P2, P3).

11. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 9, karakterisert ved at de første målemidlene (11<1>) er plassert mellom strømlinjene (LI, L2, L3) på utgangssiden og et nøytralt punkt (N) hos bryteranordningen for å måle fase/nøytralspenningene på kraftpolene (Pl, P2, P3).

12. Bryteranordning i samsvar med ett av patentkravene 10 eller 11, karakterisert ved at det omfatter lagringsmidler (15) for lagring av en initiell kontaktslitasjeavstandsreisetid (Ti).

13. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at prosesseringsenheten (10) beregner en målt slitasjeavstandsreisetid (Ti) hos kontaktene (Cl, C2, C3) og sammenligner den målte verdien (Tu) med den lagrede initielle reisetiden (Ti) for å bestemme informasjon angående slitasje på polkontaktene.

14. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at prosesseringsenheten (10) og lagringsmidlene (15) er anbrakt i en integrert krets i bryteranordningen.

15. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at den omfatter kommunikasjonsmidler (18) koblet til prosesseringsenheten (10) slik at informasjon angående slitasje på polkontaktene kan overføres via en kommunikasjonsport (B).

16. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at den omfatter signalmidler (17) koblet til prosesseringsenheten (10) for å vise informasjon angående slitasje på polkontaktene.

17. Bryteranordning i samsvar med patentkrav 13 hvor prosesseringsenheten (10) gir ut en ordre til elektromagneten (20), karakterisert ved at prosesseringsenheten (10) er i stand til slavisk å følge ordren for å styre elektromagneten (20) for å gi informasjon angående slitasjen på polkontaktene.