用于测量开关设备的接触件的参数的接触测量系统和方法

摘要

本发明涉及用于测量开关设备的接触件的参数的接触测量系统和方法，具体而言涉及一种用于测量开关设备的接触件的参数的接触测量系统，包括构造成测量接触件的电阻并且在空间上且/或动态地映射该电阻的第一装置；构造成测量接触件的轴向力并且在空间上且/或动态地映射该轴向力的第二装置；以及构造成测量接触件的位置的第三装置；其中该接触测量系统构造成基于所测量的接触件的轴向力和接触件的位置来确定取决于位置的力特性；其中接触测量系统构造成基于取决于位置的力特性与接触件的电阻的组合来确定接触件的状态。

说明书

技术领域

本发明涉及用于LV开关设备中的阴接触件的检查任务的测试装置。特别地，本发明涉及用于测量开关设备的接触件的参数的接触测量系统和方法。

背景技术

因为开关设备的阴接触件和阳接触件易于遭受电磨损和机械磨损，所以需要在计划的维护间隔中检查它们。因此，需要一种测试方法来推断接触件情况。

主要需要检查阴接触件，因为该接触件包括确保良好导电的薄片(lamella，有时称为瓣状件)。

受到关注的两个主要参数是：

电阻以及接触力。太高的电阻将导致电损和过度的发热。低接触力将在短路事件期间导致差的接触性能，因为在这样的事件期间大的力可导致接触件的物理分离，因此导致形成电弧。

作为太低的接触力的间接影响是接触电阻的增加。需要解决这些问题。

发明内容

因此，将为有利的是，具有改善的技术以测量开关设备的接触件。

利用独立权利要求的主题来解决本发明的目的，其中进一步的实施例并入在从属权利要求中。

在第一方面，提供了一种用于测量开关设备的接触件的参数的接触测量系统，包括构造成测量接触件的电阻并且在空间上且/或动态地映射(map)该电阻的第一装置；构造成测量接触件的轴向力并且在空间上且/或动态地映射该轴向力的第二装置；以及构造成测量接触件的位置的第三装置；其中接触测量系统构造成基于所测量的接触件的轴向力和接触件的位置来确定取决于位置的力特性；其中接触测量系统构造成基于取决于位置的力特性与接触件的电阻的组合来确定接触件的状态。

以此方式，提供了测试装置，该测试装置实现虽然根据现有技术通过在从连接中拔出阳接触件时测量峰值滑动力来监视接触件情况，并且实现改善的测量。任何接触件的情况能够由三种单独的测量限定：视觉检查、电阻测量和接触力测量。本测量系统允许电阻、轴向力和位置的综合的且由此组合的测量。

以此方式，提供了测试装置，该测试装置实现接触品质的测量：将滑动力相对于位置的测量与电阻的测量组合起来。

本发明实现给出接触品质的指示；由于现场情况引起的污染、老化和润滑具有对接触品质的影响，并且将通过组合滑动力相对于位置的测量与电阻的测量来识别由于现场情况引起的污染、老化和润滑对接触品质的影响。

由此，能够得到取决于位置的力特性。电阻和力/位置特性的组合允许薄片和当前情况的大体状态的合适的现场检查。

所提出的解决方案也动态地映射接触力(滑动力或径向力)，即映射在插入和/或拔出阳测试销时接触力与位置的关系。

测试销类似于在中压开关设备中使用的销，但可采用该测试销以支持测量。在操作期间接触件的性能主要由径向力确定。

在第二方面中，提供了一种所公开的方法，该方法允许从该动态测量中提取关于接触件情况的各种信息。

本发明的第二方面涉及用于测量开关设备的接触件的参数的接触测量方法，该方法包括以下步骤：借助于第一装置测量接触件的电阻并且在空间上且/或动态地映射该电阻；借助于第二装置测量接触件的轴向力并且在空间上且/或动态地映射该轴向力；并且借助于第三装置测量接触件的位置；其中该方法进一步包括以下步骤：基于所测量的接触件的轴向力和接触件的位置确定取决于位置的力特性；其中该方法进一步包括以下步骤：基于取决于位置的力特性与接触件的电阻的组合来确定接触件的状态。

在示例中，该方法可与接触电阻的测量组合。

为了常规地提供电流，两个主体被机械地接合。在一些应用中，专用的薄片被嵌入以提供良好的电接触。取决于例如切换循环、电流传递持续时间、由于外部故障(诸如短路)引起的过流，这些薄片可被击穿或损坏。

换句话说，本发明关于用以推断这样的阴电接触件(例如具有瓣状接触件的阴电接触件)的情况的测试方法。

在本发明的示例性实施例中，接触测量系统构造成扫描开关设备的表面。

在本发明的示例性实施例中，接触件是阴接触件或阳接触件。

在本发明的示例性实施例中，在开关设备的嵌入构件上测量该接触件。

在本发明的示例性实施例中，接触测量系统是便携的。

在本发明的示例性实施例中，接触测量系统是非便携的。

在本发明的示例性实施例中，接触测量系统包括中空包围轴，该中空包围轴容纳经电隔离的销并且其由第一装置使用以用于测量接触件的电阻。

在本发明的示例性实施例中，用于测量电阻的第一装置包括4点测量设置。

在本发明的示例性实施例中，用于测量电阻的第一装置包括3点测量设置。

在本发明的示例性实施例中，第一装置构造成通过在可拔出的模块的电路径的任何地点中连接电压测量来执行电阻的测量。

在本发明的示例性实施例中，第三装置构造成在暂停模式(suspend mode)下关断，并且其中接触测量系统构造成基于所测量的接触件的轴向力来确定力特性；其中接触测量系统构造成基于力特性与接触件的电阻的组合来确定接触件的状态。

以上的方面和示例将从在下文中所描述的实施例变得显而易见并且参考在下文中所描述的实施例来阐述。

附图说明

在下文将参考下列附图描述示例性实施例：

图1示出了根据本发明的示例性实施例的4点测量的概念的示意性图示；

图2示出了根据本发明的示例性实施例的在外侧上的4点测量设置的示例；

图3示出了根据本发明的示例性实施例的在顶端上的4点测量的示例；

图4示出了根据本发明的示例性实施例的4点测量设置的示例；

图5示出了根据本发明的示例性实施例的根据本发明的示例性实施例的在任何地点中的4点测量设置的示例；

图6示出了根据本发明的示例性实施例的测试装置的截面图的示例；

图7示出了根据本发明的示例性实施例的测试装置的示例；

图8示出了根据本发明的示例性实施例的接触装置的示例的概况；

图9示出了根据本发明的示例性实施例的力关于位置的线图的示例；

图10示出了根据本发明的示例性实施例的滑动力与位置的关系曲线若干信息的多个区域。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的示例性实施例的所开发的测试装置的大体上的示意图。测试装置可包括中空包围轴，该中空包围轴容纳经电隔离的销。示意图中的红色构件是受到关注的构件。

利用4点测量设置，能够直接测量红色装置的电阻。中间销被弹簧加载以向阴接触件提供足够良好的电流传递。备选地，当在测试装置的构建期间能够限定电流源和电压测量对销的电连接时，可使用3点测量。

对于阴接触件(图1中的蓝色构件)上的电压测量，能够使用多种备选选择：

根据本发明的示例性实施例在图2中示出了在阴接触件的外侧上的测量。在该情况下，将需要修改阴接触件的绝缘盖。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的在外侧上的4点测量设置的示例。

在示例性实施例中，还可使用如在图2中所示出的中间销执行电压测量。

LV开关设备装备上的测量，其未在图1中示出。优点将是简单的接近而无需修改绝缘盖。

图3示出了根据本发明的示例性实施例的在顶端上的4点测量的示例。

根据本发明的示例性实施例在图3中示出了在阴接触件的顶端上的测量。在该情况下，将需要阳接触件上的专用表面。

图4示出了根据本发明的示例性实施例的4点测量设置的示例。

根据本发明的示例性实施例在图4中示出了通过在销内延伸的第三电销进行的测量。

图5示出了根据本发明的示例性实施例的根据本发明的示例性实施例的在任何地点中的4点测量设置的示例。

通过在可拔出的模块的电路径的任何地点中连接电压测量实现测量。理想地，电连接将可从图5的可拔出的模块的前面接近。

作为第二物理量度，在插入或拉出时的轴向(滑动)力受到关注。因此，整个装置与力传感器和位置传感器串联，其使得力与位置关系测量成为可能。

图6示出了根据本发明的示例性实施例的测试装置的截面图的示例。

图7示出了根据本发明的示例性实施例的测试装置的示例。

为了允许串联装配，经弹簧加载的电流探针是T形的，使得能够完成所需要的电连接。图7示出了测试装置的CAD模型。

图8示出了根据本发明的示例性实施例的接触装置的示例的概况。

图8给出了接触装置的概况，该接触装置包括阳销及其顶端、接触薄片和阴接触件部分。

图9示出了根据本发明的示例性实施例的力关于位置的线图的示例。

图9示出了多个位置。

位置1：阳销在阴接触件的外侧

位置2：阳销的顶端开始进入阴接触件

位置3：阳销进入薄片。在开始时需要大的力来使薄片变形。

在该初始变形之后，滑动力保持平稳在较低的值上。

位置4：阳销进入阴接触件的下部并且居中。

位置5：阳销直接接触阴接触件，并且停止移动。

图10示出了根据本发明的示例性实施例的滑动力与位置的关系曲线若干信息的多个区域。

图10给出了用于区域分析的示例。

图10给出了用于确定和识别不同位置的示例：

区域A：

向内和向外区段上的力的测量结果需要相等并且能够用来限定滑动力的零位(zero level)。向内和向外的力的测量结果的偏差指示用于力测量的力传感器的漂移。因此，它能够被用来核查测量的品质。另外，该信息可被用来补偿漂移。

区域B：

向内区段上的最大的力精确地限定薄片的开始地点(区域B1)和薄片的结束地点(区域B2)。从停止位置可确定接触件的深度(区域B3)。关于接触件的物理尺寸的该信息可用来识别接触件类型和附加的规格。

区域B1：在该位置处，阳销进入薄片并且使该薄片变形。因此，如果使用包含阳销的顶端的速度、尺寸参数以及阳销的顶端的材料参数的适合的模型，能够从该测量中提取径向力F

区域C：能够从该测量区段推断滑动力。可使用来自区域C和区域D的数据的对比来确定阳接触件是否良好地居中。在此，仅单个机械引导件，其定位在薄片之前。

区域D：能够从测量区段推断滑动力。可使用来自区域C和区域D的数据的对比来确定阳接触件是否良好地居中。在此，双机械引导件，其定位在薄片之前和之后。

可进一步分析在向内和向外区段上的区段C和区段D中测量的曲线。平均值是接触力的指示，并且波动是针对接触件粗糙度的量度。通常，根据F

在以上的测量期间，能够执行接触电阻的至少一次测量。来自力与位置关系测量的信息能够用来触发(多次)接触电阻测量。可完成多于一次的接触电阻测量以实现更多的统计或者在一定的接触力下测量接触电阻。

虽然已经在附图和前述描述中详细地示出且描述了本发明，但是这样的示出和描述将被考虑成示意性的或示例性的而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。在实施所请求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和从属权利要求，本领域技术人员能够理解和实现对于所公开的实施例的其他变型。