EP1218902B1 - Procede d'homogeneisation de l'usure globale des contacts d'un appareil de distribution electromagnetique et appareil de distribution electromagnetique correspondant - Google Patents

Procede d'homogeneisation de l'usure globale des contacts d'un appareil de distribution electromagnetique et appareil de distribution electromagnetique correspondant Download PDF

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EP1218902B1
EP1218902B1 EP00982978A EP00982978A EP1218902B1 EP 1218902 B1 EP1218902 B1 EP 1218902B1 EP 00982978 A EP00982978 A EP 00982978A EP 00982978 A EP00982978 A EP 00982978A EP 1218902 B1 EP1218902 B1 EP 1218902B1
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contact
phase
erosion
overall erosion
switching
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Norbert Elsner
Gerd Griepentrog
Reinhard Herbst
Reinhard Maier
Norbert Mitlmeier
Diethard Runggaldier
Christian Schreckinger
Bernhard Streich
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Siemens AG
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H9/563—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for multipolar switches, e.g. different timing for different phases, selecting phase with first zero-crossing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0015—Means for testing or for inspecting contacts, e.g. wear indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0062—Testing or measuring non-electrical properties of switches, e.g. contact velocity

Definitions

  • the present invention relates to a method for equalization Intelabbrvolutionen a contact arrangement of a electromagnetic switching device, in particular a Contactor, with several contacts as well as a corresponding one electromagnetic switching device.
  • Electromagnetically actuated switching devices ie contactors and Relay
  • have a burn-up per switching operation below Called Wegabbrand.
  • multipole switchgear whose main contacts switch a three-phase system, in Often practice a different wear of their contacts on. This leads to a failure of the switching device, as well and one of the contacts becomes inoperative. This represents a significant limitation on the life of the Switching device. Because the other contacts would be often still functional for quite some time.
  • This phenomenon arises in that the contacts subjected to erosion to statistically not equally distributed times with respect to the switched switched phases.
  • causes of the synchronization effect On the one hand, a network-synchronous control or the intrinsic behavior of the switching device drive be (so-called car synchronization). Also mechanical Tolerances of the switching device can such a synchronization cause.
  • the object of the present invention is an operating method for electromagnetic switching device as well as a Corresponding electromagnetic switching device to provide, where always a uniform Burning the contacts is guaranteed.
  • the task is solved for the operating method by that determines the respective Intelabbrand for each contact is that the Intelabbrixe a drive circuit supplied and that the contact arrangement of the drive circuit depending on the calculated (accumulated) Monabbrixen is operated so that the total burns the contacts are approximated to each other.
  • the total erosion of a contact is the sum of the Wennabbrixe this contact.
  • the approximation of the total erosion of the contacts can be, for example be achieved in that the drive circuit one in a predetermined phase relationship to one of the three Phases of a three-phase system standing reference signal and a Control command to be supplied, that the contact arrangement of the drive circuit when supplying the drive command with a switching delay with respect to the reference signal is actuated and that the switching delay from the drive circuit is determined.
  • the method for approaching the total burn-up is special simple, if the drive circuit is in contact with the largest Monabbrand determined and the drive circuit the Switching delay determined in such a way that the Wennabbrand of Contact with the largest total erosion is minimized.
  • This functionality can then be stored in a memory table be so that given a total erosion by simple Addressing the memory table (look up) a suitable Switching delay can be determined.
  • the switching delay maintained after a redetermination of the switching delay will be until the difference between the largest total burnup and the smallest total erosion reaches a threshold or exceeds.
  • the total erosion of the contacts during the normal operation is that the contact arrangement of a movable contact carrier is actuated that when opening the contact arrangement, a reference time is detected, to which the contact carrier a reference position assumes that contact times are detected, to which the contacts open, and that from the differences of the Contact times with the reference time the total burnings be determined.
  • 1 is an electromagnetic switching device 1 as Contactor 1 is formed. It has a contact arrangement 2 with three contacts 3 - 5 on. About the contacts 3 - 5 is a Three-phase load 6 on three phases L1 - L3 of a three-phase system can be coupled or decoupled from the three phases L1-L3, when the switching device 1 is operated.
  • the contact arrangement 2 ie the opening or closing of the contacts 3 - 5, occur at the contacts 3 - 5 per switching operation Wennabbrixe on.
  • the three-phase network has, in addition to the three phases L1, L2, L3 a neutral conductor N on. 2 shows the voltage curves the phases L1 - L3 opposite the neutral conductor N over the Time t.
  • the phases L1 - L3 relative to each other a phase shift ⁇ of ⁇ 120 ° electrically.
  • the phase L2 to Phase L1 and phase L1 to phase L3 is + 120 ° electrical.
  • the contact arrangement 2 is shown in FIG 3 by means of a movable Contact carrier 7 actuated.
  • the contact carrier 7 is on an anchor 8 attached, the of an iron core 9 of a coil 10 is attracted when the coil 10 is energized becomes.
  • the contact carrier 7 becomes so shifted that the armature 8 indicated by dashed lines in Figure 3 Takes position.
  • the non-actuated state of the Contact carrier 7 by a return spring 11 in the shown Position held. In this position, the contacts 3 - 5 open.
  • the contact 3 a contact bridge 3 'and a Counter contact 3 "on.
  • the mating contact 3" is rigidly arranged.
  • the contact bridge 3 ' is movable with the Contact carrier 7 connected. This is shown in FIG 3 by the arrows at the contacts 3 - 5 indicated.
  • the contact bridge 3 ' is by means of a compression spring 11' spring-loaded.
  • the compression spring 11 ' has a considerable greater spring constant than the return spring 11. by virtue of the compression spring 11 'is the contact force with the the contact bridge 3 'with the contact closed 3 on the mating contact 3 ", essentially determined, and is particular regardless of total erosion G1 - G3, attached to the contacts 3 - 5 occur.
  • the armature When opening the contact arrangement 2, the armature first loosens 8 from the iron core 9. Then open the contacts 3 - 5. If the contacts 3 - 5 open, arises at each of the contacts 3 - 5 is a characteristic voltage pulse from contact timers 14 - 16 is detected. The detection of these voltage pulses defines contact times t1 - t3. The contact times t1 - t3 are thus determined by the opening of the contacts 3 - 5. In contrast to the contact force, which is essentially regardless of the total erosion G1 - G3 is, stand the Contact times t1 - t3 in a functional context to the total erosion G1 - G3. The contact times t1 - t3 are therefore transmitted to a Rescueabbrand adminsscrien 13.
  • the total burn-up detecting circuit 13 forms the differences the contact times t1 - t3 with the reference time t0. From these differences, the Intelabbrandangesscrien determined 13 the total burnings G1 - G3. Regarding details the Intelabbrandu is on the state of Technique according to DE 44 27 006 A1, DE 196 03 310 A1 and DE 196 03 319 A1.
  • the total burnup G1 - G3 will be a drive circuit 17 supplied with the Intelabbrand.ssciens 13 communicatively connected.
  • the reference signal generator 18 is with two of the phases L1 - L3 or one of the phases L1 - L3 and the neutral conductor N connected. He can therefore form a potential difference and determine therefrom a reference signal B which it supplies to the drive circuit 17 feeds.
  • the reference signal B is then in one predetermined phase reference to the three phases L1 - L3.
  • the reference signal generator 18 may change every sign change or any potential change from minus to plus the potential difference detected by him a reference signal B submit.
  • the drive circuit 17 is shown in FIG 5 in a step 19th a drive command S supplied.
  • the feeding of the control command S causes in a step 20, first an increment of a counter Z. Then it is waited in a step 21, until the next reference signal B from the reference signal generator 18th is transmitted.
  • the expiration of a switching delay T waited.
  • the contact arrangement 2 operated.
  • the Switching delay T recalculated.
  • the switching delay T is thereby controlled by the drive circuit 17 as a function of determines the total erosion G1 - G3 supplied to it in such a way that that the Automatabbrixe G1 - G3 of the contacts 3 - 5 each other be approximated.
  • the determination of the (new) switching delay T takes place in such a way that tested according to FIG. 6, first in a step 25 is, whether the counter Z reaches a minimum count Z0 Has.
  • the minimum counter Z0 is typically between 1 000 and 10,000, z. For example, at 3,000 to 5,000. Only if the meter reading Z exceeds the minimum count Z0, there is a Redefinition of the switching delay T. Otherwise, the Redetermination of the switching delay T from a blocking device 26 locked. The switching delay T becomes in this case So keep it.
  • a new determination of the switching delay T done is, then in a step 27, the Automatabbrixe G1 G3 of the contacts 3 - 5 from the total erosion detection device 13 queried. Then it is checked in a step 28, whether compared to the last determination of the switching delay T is the ratio of the total G1 - G3 erosion relative has changed to each other. If not, the others will Redetermination of the switching delay T aborted. thereupon is queried in a step 29, whether the difference between the largest overall erosion (eg G1) and the smallest total erosion (eg G3) reaches a threshold value S 'or exceeds.
  • the threshold value S ' is chosen such that it is well above the accuracy limit. For example the threshold value S 'can be 10 times the accuracy limit be. Only when the threshold value S 'is reached or is exceeded, the locking device 26 gives the others Redetermination of the switching delay T free. Otherwise it will the redetermination of the switching delay T from the blocking device 26 locked.
  • step 30 the contact with the largest Total erosion determined, z. B. the contact 3.
  • step 31 the switching delay T from the driving circuit 17 so determined that the Wennabbrand the contact with the largest total erosion, here the contact 3, is minimized.
  • the counter Z is set to zero.
  • the easiest way is to redetermine the switching delay T, when the drive circuit 17 assigned a memory table 33 is that taken the new switching delay T directly can be.
  • the content of the memory table 33 can in particular have been determined on the basis of series of tests in which the Wennabbrand the individual contacts 3 - 5 as a function of the moment of switching has been determined. If appropriate Storage of the test results is then given total erosion G1 - G3 by simply addressing the memory table 33 (look up) a suitable new switching delay T determinable.
  • a step 34 the contact with the average total erosion determined, z. B. the contact 4.
  • the Contact with the largest total erosion, here the contact 3 couples a first phase, here the phase L1, to the three-phase load 6 on or from her.
  • Contact with the middle Total burnup, here the contact 4 couples a second phase, here the phase L2, to the three-phase load 6 on or from her.
  • the second phase L2 has one with respect to the first phase L1 Phase offset ⁇ on.
  • This phase offset ⁇ is in one Step 35 determined.
  • the new switching delay T then becomes determined that the previous switching delay T in a step 36 is increased by the phase offset ⁇ .
  • the three-phase network is as clockwise Three-phase network formed, d. H. the phase L3 rushes the phase L2 and that of the phase L1 by 120 ° electrically after.
  • the drive circuit 17 is the total burnup detection circuit 13, the locking device 26, the memory table 33 and the counter Z shown as separate components. But you can also use a single microchip be integrated.
  • the operating method according to the invention is in principle both when coupling as well as when uncoupling the phases L1 - L3 applicable. But at least it is applied when coupling.
  • FIG 8 shows an exemplary result of the invention Operating method. To the right is in FIG 8 in relative Units the number of switching commands S applied, upwards the total erosion G1 - G3 of the contacts 3 - 5. As clearly it can be seen that the total burnup G1 - G3 almost increases evenly for all contacts 3 - 5 on. The life of the Contact arrangement 2 and thus of the switching device 1 in total is thus increased significantly.

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Claims (16)

  1. Procédé pour l'uniformisation d'usures globales (G1 à G3) d'un dispositif à contacts (2) d'un appareil commutateur électromagnétique (1), notamment d'un disjoncteur (1), comportant plusieurs contacts (3 à 5),
       caractérisé par le fait qu'on détermine pour chaque contact (3 à 5) l'usure globale respective (G1 à G3), qu'on envoie les usures globales (G1 à G3) à un circuit de commande (17) et qu'on actionne le dispositif à contacts (2) au moyen du circuit de commande (17) en fonction des usures globales déterminées (G1 à G3) de telle sorte que les usures globales (G1 à G3) des contacts (3 à 5) se rapprochent les unes des autres.
  2. Procédé selon la revendication 1,
       caractérisé par le fait que le circuit de commande (17) reçoit un signal de référence (B) placé dans une relation de phase prédéterminée par rapport à l'une des trois phases (L1 à L3) d'un réseau de courant triphasé et une instruction de commande (S), que le dispositif à contacts (2) est actionné par le circuit de commande (17) lors de l'envoi de l'instruction de commande (S) avec un retard de commutation (T) par rapport au signal de référence (B) et que le retard de commutation (T) est déterminé par le circuit de commande (17).
  3. Procédé selon la revendication 2,
       caractérisé par le fait que le circuit de commande (17) détermine le contact (3) ayant la plus grande usure globale (G1) et que le circuit de commande (17) détermine le retard de commutation (T) de manière à minimiser une usure de commutation du contact (3) ayant la plus grande usure globale (G1).
  4. Procédé selon la revendication 2 ou 3,
       caractérisé par le fait que le retard de commutation (T) est pris dans une table mémorisée à consulter (33).
  5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4,
       caractérisé par le fait que le contact (3) ayant la plus grande usure globale (G1) couple ou découple une première phase (L1) à ou de la charge de courant triphasé (6), que le contact (4) ayant une usure globale moyenne (G2) couple ou découple une deuxième phase (L2) à ou de la charge de courant triphasé (6), que la deuxième phase (L2) présente un déphasage (ϕ) par rapport à la première phase (L1) et que le retard de phase (T) est augmenté du déphasage (ϕ).
  6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5,
       caractérisé par le fait que le retard de commutation (T) est conservé après une nouvelle détermination du retard de commutation (T) pour un nombre prédéterminé (Z0) d'instructions de commande (S).
  7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6,
       caractérisé par le fait que le retard de commutation (T) est conservé après une nouvelle détermination du retard de commutation (T) jusqu'à ce que la différence entre la plus grande usure globale (G1) et la plus petite usure globale (G3) atteigne ou dépasse une valeur de seuil (S').
  8. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
       caractérisé par le fait que le dispositif à contacts (2) est actionné par un support de contacts (7) mobile, qu'un instant de référence (t0) auquel le support de contacts (7) prend une position de référence est détecté lors de l'ouverture du dispositif à contacts (2), que des instants de contact (t1 à t3) auxquels les contacts (3 à 5) s'ouvrent sont détectés et que les usures globales (G1 à G3) sont déterminées à partir des différences entre les instants de contact (t1 à t3) d'une part et l'instant de référence (t0) d'autre part.
  9. Appareil commutateur électromagnétique, notamment disjoncteur, comportant un dispositif à contacts (2) avec plusieurs contacts (3 à 5),
       caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de détermination d'usures globales (13) au moyen duquel l'usure globale respective (G1 à G3) peut être déterminée pour chaque contact (3 à 5), que le circuit de détermination d'usures globales (13) est relié pour communiquer à un circuit de commande (17) et que le dispositif à contacts (2) peut être actionné par le circuit de commande (17) en fonction des usures globales déterminées (G1 à G3) de telle sorte que les usures globales (G1 à G3) des contacts (3 à 5) peuvent se rapprocher les unes des autres.
  10. Appareil commutateur selon la revendication 9,
       caractérisé par le fait que le circuit de commande (17) peut recevoir un signal de référence (B) placé dans une relation de phase prédéterminée par rapport à l'une des trois phases (L1 à L3) d'un réseau de courant triphasé et une instruction de commande (S), que le dispositif à contacts (2) peut être actionné par le circuit de commande (17) lors de l'envoi de l'instruction de commande (S) avec un retard de commutation (T) par rapport au signal de référence (B) et que le retard de commutation (T) peut être déterminé par le circuit de commande (17).
  11. Appareil commutateur selon la revendication 10,
       caractérisé par le fait que le circuit de commande (17) peut déterminer le contact (3) ayant la plus grande usure globale (G1) et que le retard de commutation (T) peut être déterminé de manière à pouvoir minimiser l'usure de commutation du contact (3) ayant la plus grande usure globale (G1).
  12. Appareil commutateur selon la revendication 11,
       caractérisé par le fait qu'il est associé au circuit de commande (17) une table mémorisée à consulter (33) dans laquelle le retard de commutation (T) peut être pris.
  13. Appareil commutateur selon la revendication 10, 11 ou 12,
       caractérisé par le fait que le contact (3) ayant la plus grande usure globale (G1) peut coupler ou découpler une première phase (L1) à ou de la charge de courant triphasé (6), que le contact (4) ayant une usure globale moyenne (G2) peut coupler ou découpler une deuxième phase (L2) à ou de la charge de courant triphasé (6), que la deuxième phase (L2) présente un déphasage (ϕ) par rapport à la première phase (L1) et que le retard de phase (T) peut être augmenté du déphasage (ϕ).
  14. Appareil commutateur selon l'une des revendications 10 à 13,
       caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de blocage (26) au moyen duquel une nouvelle détermination du retard de commutation (T) peut être bloquée pour un nombre prédéterminé (Z0) d'instructions de commande (S).
  15. Appareil commutateur selon l'une des revendications 10 à 14,
       caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de blocage (26) au moyen duquel une nouvelle détermination du retard de commutation (T) peut être bloquée jusqu'à ce que la différence entre la plus grande usure globale (G1) et la plus petite usure globale (G3) atteigne ou dépasse une valeur de seuil (S').
  16. Appareil commutateur selon l'une des revendications 9 à 15,
       caractérisé par le fait que
    il comporte un support de contacts (7) mobile au moyen duquel le dispositif à contacts (2) peut être actionné,
    il comporte un transmetteur d'instant de référence (12) au moyen duquel, lors de l'ouverture du dispositif à contacts (2), un instant de référence (t0) auquel le support de contacts (7) prend une position de référence peut être transmis au circuit de détermination d'usures globales (13),
    il comporte des transmetteurs d'instants de contact (14 - 16) au moyen desquels, lors de l'ouverture du dispositif à contacts (2), des instants de contact (t1 à t3) auxquels les contacts (3 à 5) s'ouvrent peuvent être transmis au circuit de détermination d'usures globales (13), et
    le circuit de détermination d'usures globales (13) peut déterminer les usures globales (G1 à G3) à partir des différences entre les instants de contact (t1 à t3) d'une part et l'instant de référence (t0) d'autre part.
EP00982978A 1999-10-08 2000-10-09 Procede d'homogeneisation de l'usure globale des contacts d'un appareil de distribution electromagnetique et appareil de distribution electromagnetique correspondant Expired - Lifetime EP1218902B1 (fr)

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PCT/DE2000/003539 WO2001027951A1 (fr) 1999-10-08 2000-10-09 Procede d'homogeneisation de l'usure globale des contacts d'un appareil de distribution electromagnetique et appareil de distribution electromagnetique correspondant

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