EP1120801B1 - Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern - Google Patents
Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern Download PDFInfo
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- EP1120801B1 EP1120801B1 EP00127394A EP00127394A EP1120801B1 EP 1120801 B1 EP1120801 B1 EP 1120801B1 EP 00127394 A EP00127394 A EP 00127394A EP 00127394 A EP00127394 A EP 00127394A EP 1120801 B1 EP1120801 B1 EP 1120801B1
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/0005—Tap change devices
- H01H2009/0061—Monitoring tap change switching devices
Definitions
- the invention relates to a method for monitoring the contact erosion in tap changers, especially the Maisabbrandes of arc-switching contacts, in which these contacts are designed as mechanical switching contacts.
- Tap changers have been in use worldwide for many years for uninterrupted switching between different winding taps of step transformers in large numbers.
- Such tap changer usually consist of a selector for powerless selection of the respective winding tap of the tapped transformer to be switched to, and a diverter switch for the actual switching from the previous to the new, preselected winding tap.
- the diverter switch usually has switching contacts and resistance contacts. The switch contacts are used for direct connection of the respective winding tap with the load dissipation, the resistor contacts for short-term wiring, d. H. Bridging by means of one or more switching resistors.
- diverter switch with thyristors or vacuum switching cells have become known as switching elements, nevertheless, the vast majority of all in-use diverter switch today and probably in the near future still mechanical contacts.
- the switching and resistance contacts such tap changer usually consist of an arc-resistant copper-tungsten alloy. When switching these contacts are regularly arcs that melt or burn small amounts of the contact material and thus lead to a contact erosion.
- the contact erosion of switching and resistance contacts is thus an important criterion for assessing the state of a tap changer and for predicting necessary inspections. All switch-disconnector systems of tap-changers are somewhat dependent on the breakdown of the switching and resistance contacts in terms of their kinematics. If the contacts burn to different extents, the switching and overlapping times of the individual switching steps within the sequence can change during a load changeover in such a way that safe functioning is no longer guaranteed.
- the inspection instructions for tap-changers usually specify the permissible burn-up differences or burn-up limits. If these limits are exceeded, the contacts must either be replaced by new ones or switching and resistance contacts must be interchanged. If a contact is completely burned down, it must be replaced anyway.
- a method for monitoring a diverter switch for a tap changer is also known, occurring during the load switching arcs are recorded in time and by comparing the times between the individual arcs and possibly an additional comparison of the length of the individual arcs each setpoint values, which are stored non-volatile as characteristic variables of the respective tap changer, a function monitoring takes place.
- this method it is possible to detect indirectly by comparing the actual times between the individual arcs with the corresponding setpoints if the life of contacts has been exceeded, ie. H. whose contact erosion has progressed beyond the permissible level. A direct detection and monitoring of contact erosion is not possible.
- DE-OS 27 27 378 a device for controlling the operability of switching devices is generally known, wherein the burn-off takes place here from load current measurements by means of a current transformer. For the special conditions on tap changers this device is not suitable.
- the object of the invention is to provide a method for monitoring the contact erosion in tap changers, which allows reliable and simple as possible and yet exactly the burning of the contacts without requiring visual inspection or required measurements on each contact and corresponding to deviations from a predetermined amount addition Error messages generated.
- the contact erosion of each contact is determined on the basis of a burnup rate A.
- the individual process steps can be carried out in a computer in which the characteristic parameters of the respective tap changer type whose contacts the contact erosion is to be monitored in advance, as well as Abbrandgrenzhong, when exceeding a warning or other message to be generated, are not stored volatile.
- the contact erosion of the respective switching or resistance contact in volume units of the burnable contact material is determined on the basis of a specific burn rate A.
- This burn rate A with the physical unit mm 3 / circuit, ie volume unit / circuit, is a material and current-dependent characteristic.
- J is the current to be disconnected from the contact of the tap changer to be monitored. It results arithmetically in a known manner from the current load current of the transformer which is measured, the current step voltage between two adjacent winding taps, between which is switched, and the respective embodiment of the tap changer.
- the variables a and b are step-switch-specific parameters, which are not stored in advance - as already explained above - not volatile.
- the factor a is in the range of 10 -5 ... 10 -2 .
- a is preferably 8.5 ⁇ 10 -5 .
- the value for b is in the range of 0.8 ... 2.2.
- b is preferably 1.16.
- the described determination of the burn rate A is surrounded by a tolerance band, which must be taken into account for reliable statements.
- a safety margin is therefore no longer flat rate, but determined iteratively becomes.
- the actual contact erosion is measured according to a representative number of contacts. This can happen, for example, in the context of an already required routine inspection.
- the actual volume burnup for each contact is determined from the measured values and compared with the volume burnup determined according to the invention.
- the computationally determined burning rate A is integrated into a method for monitoring the contact erosion.
- the method according to the invention as a whole includes both the determination of the burn rate A and the subsequent determination of the cumulative contact burnup at the respective switching contact, as well as the subsequent generation of situation-related warning or other messages.
- the particular advantage of the method according to the invention lies in the fact that a monitoring possibility of contact erosion of the contacts in the tap changer results in a simple manner, without these contacts themselves having to be accessible for visual inspections, measurements on them or in any other way.
- a further advantage of the invention is that the method according to the invention can be readily implemented in a complex tap-changer and / or transformer monitoring system.
- an input and non-volatile storage of specific tap changer parameters or characteristic data, the respective permissible burnup limit values of the individual contacts and the rated step voltages of each possible circuit, ie operating position of the tap changer takes place.
- an initialization ie the adaptation to the respective tap changer whose contacts are to be monitored.
- An index n is set to zero; the system is ready for use.
- the current step switch position is determined by a position reporting device. If the step switch is now actuated by a switching pulse, a corresponding motor drive moves the tap changer in the direction "higher” or “lower” depending on the direction of rotation. In this and each further operation, the index n is increased by 1.
- the load current J L is measured.
- the corresponding nominal step voltage for the current circuit is read from the non-volatile memory. At the same time it is detected in which direction the circuit was made, and it will both the new Step switch position as well as the respective switching off diverter switch side whose contacts are each switching arc determined.
- ParSek means the number of parallel sectors of the diverter switch, ie, the parallel circuits of individual switch contacts, U S is the respective rated step voltage, and S res is the resulting current division.
- R ü is the size of the switching resistance.
- the burn rates are calculated.
- a and b are the specific factors already explained, s is the safety margin also explained, which is set out here on a flat-rate basis.
- the cumulative Volumenabbrand is determined, ie it is added for switching and resistance contact at each circuit in this circuit computationally determined burn to Automatabbrand, which has resulted from all previous circuits, and stored as a new Volumenabbrand.
- variable n designates the already explained index, which is increased by 1 each time the tap changer is actuated. Subsequently, the burnup in mm contact thickness is calculated from this cumulative volume burnup in mm 3 .
- GAd SK n GA SK n F ⁇ k
- GAd WK n GA WK n F ⁇ k
- F is the respective contact surface of the corresponding contact
- k is a switch-specific correction factor.
- the burnup values calculated in this way thus represent the total, cumulative burnup of the respective contact in mm, d. H. the deviation from the contact thickness when new.
- FIG. 2 shows a correspondingly further developed further method according to the invention.
- further method steps are added to the method already explained with reference to FIG. 1, which make the entire method adaptive. So far it has been described that the contact erosion is subject to certain fluctuations, which is taken into account by the security surcharge s flat rate. If now the accuracy of the burn-up calculation is to be increased, this can be done by adjusting the burn-up rate according to these further method steps. For this purpose, after a representative number of switches of the tap changer, z. B. after 10,000 circuits per contact, the actual contact erosion, usually in mm contact thickness measured. This can be done as part of a routine inspection.
- the volume burnup for each contact is determined from the measured values and compared with the respective calculated volume burnup of this contact according to the method according to the invention.
- the index i indicates the number of inspections carried out, ie. H. Measurements of the actual volume burnup.
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern, speziell des Kontaktabbrandes von Lichtbogen schaltenden Kontakten, bei denen diese Kontakte als mechanische Schaltkontakte ausgebildet sind.
- Stufenschalter sind seit vielen Jahren zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen von Stufentransformatoren in großen Zahlen weltweit im Einsatz. Solche Stufenschalter bestehen üblicherweise aus einem Wähler zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll, und einem Lastumschalter zur eigentlichen Umschaltung von der bisherigen auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung. Der Lastumschalter weist dazu üblicherweise Schaltkontakte und Widerstandskontakte auf. Die Schaltkontakte dienen dabei zur direkten Verbindung der jeweiligen Wicklungsanzapfung mit der Lastableitung, die Widerstandskontakte zur kurzzeitigen Beschaltung, d. h. Überbrückung mittels eines oder mehrerer Überschaltwiderstände. Zwar sind in den letzten Jahren auch bereits Lastumschalter mit Thyristoren oder auch Vakuumschaltzellen als Schaltelementen bekannt geworden, dennoch weist die überwiegende Zahl aller in Betrieb befindlichen Lastumschalter heute und wohl auch in nächster Zeit noch mechanische Kontakte auf.
- Die Schalt- und Widerstandskontakte solcher Stufenschalter bestehen üblicherweise aus einer lichtbogenresistenten Kupfer-Wolfram-Legierung. Beim Schalten dieser Kontakte entstehen regelmäßig Lichtbögen, die geringe Mengen des Kontaktmaterials abschmelzen bzw. verbrennen und so zu einem Kontaktabbrand führen. Der Kontaktabbrand von Schalt- und Widerstandskontakten ist somit ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung des Zustandes eines Stufenschalters sowie zur Vorhersage notwendig werdender Inspektionen. Alle Lastumschalter-Systeme von Stufenschaltern sind in ihrer Kinematik in gewisser Weise abhängig vom Abbrand der Schalt- und Widerstandskontakte. Brennen die Kontakte unterschiedlich stark ab, so können sich die Schalt- und Überlappungszeiten der einzelnen Schaltschritte innerhalb der Sequenz bei einer Lastumschaltung derart verändern, dass ein sicheres Funktionieren nicht mehr gewährleistet ist. Daher sind in den Inspektionsanleitungen von Stufenschaltern üblicherweise die zulässigen Abbrandunterschiede bzw. Abbrandgrenzwerte angegeben. Werden diese Grenzen überschritten, müssen die Kontakte entweder durch neue ersetzt werden oder es müssen Schalt- und Widerstandskontakte gegeneinander getauscht werden. Ist ein Kontakt vollständig abgebrannt, muss er ohnehin ersetzt werden.
- Es sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt geworden, mit denen eine solche Kontaktverschleißüberwachung bzw. - daraus abgeleitet - eine Restlebensdauerermittlung an Stufenschaltern oder an anderen Hochspannungsschaltkontakten erfolgen soll. Die bekannten Verfahren lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen:
- Aus der DE-GM 296 19 365 und EP 0 948 006 sind rein optische Verfahren zur Restlebensdaueranzeige bzw. zur Abbrandanzeige bekannt.
- Aus den DE-OS 35 15 027 und DE-PS 40 28 721 sind Verfahren bekannt, bei denen der Bogenstrom zwischen den Kontakten ermittelt und als Kriterium verwendet wird.
- Aus der DE-PS 195 44 926 ist ein Verfahren unter Verwendung der Lichtbogenspannung bekannt.
- Die DE-OS 44 27 006 beschreibt ein Verfahren, bei dem der Kontaktdurchdruck der Schaltstücke als Ersatzkriterium für den Kontaktabbrand verwendet wird.
- Die WO97/28549 beschreibt eine entsprechende zugrundeliegende Überwachung der jeweiligen Schaltbewegung, d. h. der zeitlichen Sequenz bei der Schalthandlung.
- In der WO96/13732 ist ein Verfahren mit einer zusätzlichen Signalleitung beschrieben, deren Isolationszerstörung Kriterium für einen abgenutzten Schaltkontakt sein soll.
- Die japanische Offenlegung Hei-4-64206 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine Berechnung in Abhängigkeit von der Zahl der von einem Stufenschalter durchgeführten Schaltungen erfolgt.
- Aus der DE 195 30 776 C1 ist weiterhin ein Verfahren zur Überwachung eines Lastumschalters für einen Stufenschalter bekannt, wobei während der Lastumschaltung auftretende Lichtbögen zeitlich erfasst werden und durch Vergleich der Zeiten zwischen den einzelnen Lichtbögen sowie ggf. einen zusätzlichen Vergleich der Länge der einzelnen Lichtbögen mit jeweils vorgegebenen Sollwerten, die als charakteristische Größen des jeweiligen Stufenschalters nicht flüchtig gespeichert sind, eine Funktionsüberwachung erfolgt. Mit diesem Verfahren lässt sich durch den Vergleich der jeweiligen tatsächlichen Zeiten zwischen den einzelnen Lichtbögen mit den entsprechenden Sollwerten indirekt erkennen, wenn die Lebensdauer von Kontakten überschritten, d. h. deren Kontaktabbrand über das zulässige Maß hinaus fortgeschritten ist. Eine direkte Erfassung und Überwachung des Kontaktabbrandes ist jedoch nicht möglich.
- Aus der DE-OS 27 27 378 schließlich ist eine Einrichtung zur Kontrolle der Betriebsfähigkeit von Schaltgeräten ganz allgemein bekannt, wobei der Abbrand hierbei aus Laststrommessungen mittels eines Stromwandlers erfolgt. Für die speziellen Verhältnisse an Stufenschaltern ist diese Einrichtung nicht geeignet.
- Die beschriebenen Verfahren haben sich bei Stufenschaltern aus den unterschiedlichsten Gründen bisher nicht durchsetzen können. Direkte optische und mechanische Verfahren sind wegen der Lage der zu überwachenden Kontakte im Inneren des - üblicherweise ölgefüllten - Stufenschalters nicht praktikabel, Verfahren, die zusätzliche Messleitungen oder ähnliches erfordern, die vom Inneren des Stufenschalters nach außen geführt werden müssen, sind aus Gründen der Spannungsfestigkeit ungeeignet. Verfahren, die den Bogenstrom, die Bogenspannung oder die Zahl der absolvierten Schaltungen zugrunde legen, führen nicht zu zuverlässigen Ergebnissen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern anzugeben, das auf zuverlässige und möglichst einfache Weise und dennoch exakt den Abbrand der Kontakte ohne erforderliche Sichtprüfung oder erforderliche Messungen am jeweiligen Kontakt gestattet und bei Abweichungen über ein vorab festgelegtes Maß hinaus entsprechende Fehlermeldungen generiert.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
- Auf besonders vorteilhafte Weise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Kontaktabbrand jedes Kontaktes an Hand einer Abbrandrate A ermittelt. Die einzelnen Verfahrensschritte können in einem Rechner durchgeführt werden, in dem vorab die charakteristischen Parameter des jeweiligen Stufenschaltertyps, an dessen Kontakten der Kontaktabbrand überwacht werden soll, sowie Abbrandgrenzwerte, bei deren Überschreitung eine Warnung oder sonstige Meldung generiert werden soll, nicht flüchtig gespeichert werden.
- Wie bereits ausgeführt, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Kontaktabbrand des jeweiligen Schalt- oder Widerstandskontaktes in Volumeneinheiten des abbrennbaren Kontaktmaterials, etwa in mm3, an Hand einer spezifischen Abbrandrate A ermittelt. Diese Abbrandrate A mit der physikalischen Einheit mm3/Schaltung, d. h. Volumeneinheit/Schaltung, ist dabei eine material- und stromabhängige Kenngröße.
Die Abbrandrate A ergibt sich dabei besonders vorteilhaft folgendermaßen:
Die Größen a und b sind stufenschalterspezifische Kenngrößen, die vorab - wie weiter oben bereits erläutert wurde - nicht flüchtig gespeichert werden. Der Faktor a liegt dabei im Bereich von 10-5 ...10-2. Für den bekannten Stufenschalter Typ M der Anmelderin etwa beträgt a vorzugsweise 8,5 · 10-5.
Der Wert für b liegt im Bereich von 0,8...2,2. Für den bereits erwähnten Stufenschalter Typ M beträgt b vorzugsweise 1,16. - Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die beschriebene Ermittlung der Abbrandrate A von einem Toleranzband umrahmt, das für zuverlässige Aussagen berücksichtigt werden muss.
- Es hat sich nämlich gezeigt, dass der Kontaktabbrand vielfältigen, nicht vorhersehbaren und schwer rechnerisch beschreibbaren Einflüssen unterliegt, die zu gewissen Schwankungen führen können. Somit wird ein Sicherheitszuschlag s in der Größenordnung von etwa 10...12 % eingeführt. Damit sind alle üblichen in der Praxis vorkommenden Schwankungen abgedeckt. Nach dieser Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dann die Abbrandrate A wie folgt:
- Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, die Genauigkeit der Ermittlung der Abbrandrate noch weiter zu erhöhen, beispielsweise zur Lebensdauer-Vorhersage der Kontakte, indem eine Anpassung der Abbrandrate vorgenommen wird, ein Sicherheitszuschlag also nicht mehr pauschal angesetzt, sondern iterativ ermittelt wird. Dazu werden die tatsächlichen Kontaktabbrände nach einer repräsentativen Schaltzahl gemessen. Dies kann etwa im Rahmen einer ohnehin erforderlich werdenden Routineinspektion geschehen. Aus den Messwerten wird der tatsächliche Volumenabbrand für jeden Kontakt ermittelt und mit dem erfindungsgemäß ermittelten Volumenabbrand verglichen. Ein Korrekturfaktor
- Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die rechnerisch ermittelte Abbrandrate A in ein Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes integriert. Das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt beinhaltet also sowohl die Ermittlung der Abbrandrate A als auch die nachfolgende Ermittlung des kumulierten Kontaktabbrandes am jeweiligen Schaltkontakt sowie die wiederum nachfolgende Generierung von situationsbezogenen Warn- oder sonstige Meldungen.
- Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei darin, dass sich auf einfache Weise eine Überwachungsmöglichkeit des Kontaktabbrandes der Kontakte im Stufenschalter ergibt, ohne dass diese Kontakte selbst für Sichtprüfungen, Messungen an ihnen oder auf andere Weise zugänglich sein müssen.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres in ein komplexes Stufenschalter- und/oder Transformatoren-Monitoringsystem implementieren lässt.
- Insgesamt lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig angeben, wann ein Austausch der Kontakte im jeweiligen Stufenschalter tatsächlich erforderlich ist. Damit wird einerseits vermieden, dass etwa aus vermeintlichen Sicherheitsgründen vorschnell Kontakte getauscht werden, was unnötig und kostenaufwendig ist, andererseits wird jedoch auch vermieden, dass ein tatsächlich notwendiger Kontakttausch nicht erkannt oder unzulässig hinausgezögert wird, was zu Funktionsstörungen und schweren Schäden führen kann.
- Die Erfindung soll nachfolgend beispielhaft noch näher erläutert werden.
- Figur 1
- zeigt den Ablaufplan eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens
- Figur 2
- zeigt den Ablaufplan eines weiter entwickelten zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Zunächst soll das in Figur 1 dargestellte Verfahren näher erläutert werden.
- Zu Beginn erfolgt eine Eingabe und nicht flüchtige Speicherung spezifischer Stufenschalterparameter bzw. -kenndaten, der jeweiligen zulässigen Abbrandgrenzwerte der einzelnen Kontakte sowie der Nenn-Stufenspannungen jeder möglichen Schaltung, d. h. Betriebsstellung des Stufenschalters. Durch diesen ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Initialisierung, d. h. die Anpassung an den jeweiligen Stufenschalter, dessen Kontakte überwacht werden sollen. Ein Index n wird auf Null gesetzt; das System ist damit betriebsbereit. Weiterhin wird durch eine Stellungsmeldeeinrichtung die aktuelle Stufenschalterstellung ermittelt. Erfolgt jetzt eine Betätigung des Stufenschalters durch einen Schaltimpuls, so bewegt ein entsprechender Motorantrieb den Stufenschalter je nach Drehrichtung in Richtung "höher" oder "tiefer". Bei dieser und jeder weiteren Betätigung wird der Index n um 1 erhöht. Gleichzeitig wird der Laststrom JL gemessen. Weiterhin wird die entsprechende Nenn-Stufenspannung für die aktuelle Schaltung aus dem nicht flüchtigen Speicher ausgelesen. Gleichzeitig wird erfasst, in welche Richtung die Schaltung erfolgte, und es wird sowohl die neue Stufenschalterstellung als auch die jeweils abschaltende Lastumschalter-Seite, deren Kontakte jeweils Lichtbogen schaltend sind, ermittelt.
-
-
- In diesen Formeln bedeutet ParSek die Zahl der parallelen Sektoren des Lastumschalters, d. h. der Parallelschaltungen von einzelnen Schaltkontakten, US ist die jeweilige Nenn-Stufenspannung und Sres ist die resultierende Stromteilung. Rü ist die Größe des Überschaltwiderstandes.
- Nachfolgend werden die Abbrandraten berechnet. Auf verschiedene Möglichkeiten zur Berechnung dieser Abbrandraten ist weiter oben bereits eingegangen worden. In diesem in Figur 1 dargestellten Fall errechnet sich die Abbrandrate des Schaltkontaktes ASK nach
- Dabei sind a und b die bereits erläuterten spezifischen Faktoren, s ist der ebenfalls erläuterte Sicherheitszuschlag, der hier pauschal angesetzt ist.
- Nachfolgend wird der kumulierte Volumenabbrand ermittelt, d. h. es wird für Schalt- und Widerstandskontakt bei jeder Schaltung der bei dieser Schaltung rechnerisch ermittelte Abbrand zum Gesamtabbrand, der sich aus allen vorangegangenen Schaltungen ergeben hat, aufaddiert und als neuer Volumenabbrand gespeichert. Der kumulierte Volumenabbrand für den Schaltkontakt ergibt sich zu:
- Die Variable n bezeichnet dabei den bereits erläuterten Index, der bei jeder Betätigung des Stufenschalters um 1 erhöht wird. Anschließend wird aus diesem jeweils kumulierten Volumenabbrand in mm3 der Abbrand in mm Kontaktdicke berechnet. Für den Schaltkontakt ergibt sich
- F ist dabei die jeweilige Kontaktfläche des entsprechenden Kontaktes, k ist ein schalterspezifischer Korrekturfaktor. Die auf diese Weise berechneten Abbrandwerte repräsentieren damit den gesamten, kumulierten Abbrand des jeweiligen Kontaktes in mm, d. h. die Abweichung von der Kontaktdicke im Neuzustand.
- Mit diesen Werten erfolgt schließlich ein Vergleich mit den vorab nicht flüchtig gespeicherten Grenzwerten. Dabei wird geprüft, ob ein entsprechender Prozentsatz des jeweils zulässigen Kontaktabbrandes erreicht ist bzw. ob ein gewisser Prozentsatz der zulässigen Abbrandunterschiede zwischen Schaltkontakt einerseits und Widerstandskontakt andererseits erreicht ist. In beiden Fällen können entsprechende Warnmeldungen ausgegeben werden oder es kann der Stufenschalter auch auf an sich bekannte Weise stillgesetzt werden. Im ersten Fall, wenn der zulässige Kontaktabbrand eines Kontaktes erreicht ist, ist ein Austausch notwendig. Wird eine entsprechende Warnmeldung etwa schon bei 90 % dieses Grenzwertes generiert, kann eine entsprechend Inspektion vorbereitet werden. Im zweiten Fall, wenn der zulässige Abbrandunterschied zwischen Schalt- und Widerstandskontakt überschritten ist, der Kontaktabbrand selbst aber noch nicht den Grenzwert erreicht hat, müssen die Kontakte nicht notwendigerweise gegen neue ausgetauscht werden. In solchen Fällen kann es ausreichend sein, Schalt- und Widerstandskontakt zu vertauschen.
- Figur 2 zeigt ein entsprechend weiter entwickeltes weiteres erfindungsgemäßes Verfahren. Hierbei sind an das bereits an Hand Figur 1 erläuterte Verfahren weitere Verfahrensschritte angefügt, die das gesamte Verfahren lernfähig machen. Bisher wurde beschrieben, dass der Kontaktabbrand gewissen Schwankungen unterliegt, denen durch den Sicherheitszuschlag s pauschal Rechnung getragen wird. Soll nun die Genauigkeit der Abbrandberechnung erhöht werden, so kann dies gemäß dieser weiteren Verfahrensschritte durch eine Anpassung der Abbrandrate geschehen. Hierzu werden nach einer repräsentativen Schaltzahl des Stufenschalters, z. B. nach 10.000 Schaltungen pro Kontakt, die tatsächlichen Kontaktabbrände, üblicherweise in mm Kontaktdicke, gemessen. Dies kann im Rahmen einer Routineinspektion geschehen. Aus den Messwerten wird der Volumenabbrand für jeden Kontakt ermittelt und mit dem jeweiligen errechneten Volumenabbrand dieses Kontaktes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verglichen. Der Quotient
-
- Der Index i bezeichnet dabei die Zahl der vorgenommenen Inspektionen, d. h. Messungen des tatsächlichen Volumenabbrandes. Damit wird die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens laufend verbessert; das System ist selbstlernend.
Claims (3)
- Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern, die Schaltkontakte und Widerstandskontakte aufweisen, mit folgenden Merkmalen:- permanentes Speichern der Werte der jeweiligen Nenn-Stufenspannung (Us), der Grenzwerte für den zulässigen Kontaktabbrand der Schaltkontakte und Widerstandskontakte sowie der stufenschalterspezifischen Kenngröße a, b und k,- Ermittlung der aktuellen Stellung des Stufenschalters,- Erhöhung eines Indexes n bei jeder Umschaltung, d. h. Betätigung des Stufenschalters, Messung des jeweiligen Wertes des Laststromes (JL), und Auslesen des permanent gespeicherten korrespondierenden Wertes für die Nenn-Stufenspannung (Us),- Berechnung der Schaltströme des jeweils abschaltenden Schaltkontaktes (JSK) sowie des Widerstandskontaktes (JWK) mittels der Beziehungen- Berechnung der jeweiligen Abbrandraten des Schaltkontaktes (ASK) sowie des Widerstandskontaktes (AWK) mittels der Beziehungen- Aufsummieren der Abbrandraten (ASK, AWK) zum Gesamtvolumenabbrand für den Schaltkontakt- Berechnung des jeweiligen Abbrandes in Millimeter Kontaktdicke für den Schaltkontakt
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nach einer größeren Zahl von Schaltungen der tatsächliche Kontaktabbrand gemessen wird, daraus ein tatsächlicher Volumenabbrand errechnet wird, daraus ein Faktor f nach der Beziehung
ermittelt und anschließend die jeweilige Abbrandrate jeweils nach der Beziehung Aneu = f · Aalt ist korrigiert wird und zukünftig die korrigierten Werte (Aneu) im Verfahren verwendet werden.
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