(57)【要約】  本発明は、スイッチ装置において、その運動が励起コイル（２１）によって制御された電磁石（２０）によって作用される極部の接点（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の摩耗度を判定する方法に関する。接点の摩耗度は、算出された接点（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の摩耗移動距離の進行時間（Ｔｕ）の変動に基づいて判定されるが、進行時間（Ｔｕ）は、電磁石の閉路運動中に、少なくとも一つの電力極の通電状態を表す、少なくとも一つの電気信号（Ｉｐ）を測定し、また、電磁石のコイル（２１）に流れる励起電流（Ｉｓ）を測定し、前記電気信号（Ｉｐ）と励起電流（Ｉｓ）とを時間に対して比較することによって判定される。その後、摩耗移動距離の測定された進行時間（Ｔｕ）を、スイッチ装置において記憶された初期進行時間（Ｔｉ）と比較することができる。本発明は、斯かる方法を実行できるスイッチ装置にも関する。
2005513729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開路位置と閉路位置間の移動が励起コイル（２１）で制御された制御電磁石（２０）によって作用される接点を備えた、１つまたは複数の電極を有するスイッチ装置における極接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の摩耗度を判定するための方法であって、接点の摩耗度は接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の摩耗移動距離の進行時間（Ｔｕ）に基づいて判定され、電磁石の閉路運動中に、
・少なくとも１つの電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の通電状態を表す、少なくとも１つの電気信号（Ｉｐ）を測定し、
・電磁石（２０）のコイル（２１）に流れている励起電流（Ｉｓ）を測定し、
・前記電気信号（Ｉｐ）に基づいて判定される接点の閉路時点と、励起電流（Ｉｓ）に基づいて判定される電磁石の閉路運動の終了時点との時間差を計算することによって、接点の摩耗移動距離の進行時間（Ｔｕ）を算出することを特徴とする判定方法。
【請求項２】
電磁石の閉路運動の終了時点は、前記励起電流（Ｉｓ）の最低値を検出することによって判定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の閉路時点は、前記電気信号（Ｉｐ）の発生によって判定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各極の接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の閉路時点は、スイッチ装置の電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）において主電流（Ｉｐ）が発生することによって判定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
各極の接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の閉路時点は、接点の下流において、各電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）と中性点（Ｎ）間に相-中性点間の電圧が発生することによって判定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
極接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の閉路時点は、接点の下流において、２つの電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）間に相間電圧が発生することによって判定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
接点の摩耗度は、スイッチ装置の記憶手段（１５）において記憶された初期の摩耗移動距離の進行時間（Ｔｉ）に対して、測定された摩耗移動距離の進行時間（Ｔｕ）の変動に基づいて判定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
接点の摩耗度は、スイッチ装置の記憶手段（１５）において記憶された摩耗移動距離の進行時間の最低許容値（Ｔｍｉｎｉ）と、測定された摩耗移動距離の進行時間（Ｔｕ）との比較に基づいて判定されることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の方法。
【請求項９】
その運動が励起コイルで制御された制御電磁石（２０）によって作用される接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を備えた、１つまたは複数の電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を有するスイッチ装置であって、前記スイッチ装置は、
・少なくとも１つの電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の通電状態を表す、少なくとも１つの第１信号（３１，３２，３３，３１’，３２’，３３’）を供給する第１測定手段（１１，１２，１３，１１’）、
・電磁石（２０）のコイル（２１）に流れる励起電流（Ｉｓ）を表す第２信号（３４）を供給する第２測定手段（１４）、および 
・第１信号（３１，３２，３３，３１’，３２’，３３’）と第２信号（３４）を受信でき、上記請求項のいずれか１つに記載の方法を実行できる処理部（１０）を備えることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項１０】
第１測定手段（１１，１２，１３）は、電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に流れる主電流（Ｉｐ）を測定するために、スイッチ装置の電流配線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）に直列に接続されることを特徴とする請求項９に記載のスイッチ装置。
【請求項１１】
電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の相-中性点の電圧を測定するために、第１測定手段（１１’）はスイッチ装置の下流電流配線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と中性点（Ｎ）間に配置されることを特徴とする請求項９に記載のスイッチ装置。
【請求項１２】
初期における接点の摩耗移動距離の進行時間（Ｔｉ）を記憶できる記憶手段（１５）を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のスイッチ装置。
【請求項１３】
処理部（１０）は、接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の測定された摩耗移動距離の進行時間（Ｔｕ）を計算し、前記測定された進行時間（Ｔｕ）を記憶された初期の摩耗移動距離の進行時間（Ｔｉ）と比較して、極部の接点の摩耗度に関する情報を判定することを特徴とする請求項１２に記載のスイッチ装置。
【請求項１４】
処理部（１０）および記憶手段（１５）は、スイッチ装置の集積回路に組み込まれることを特徴とする請求項１３に記載のスイッチ装置。
【請求項１５】
極部の接点の摩耗度に関する情報を通信バス（Ｂ）で送信できるよう、処理部（１０）に接続される通信手段（１８）を備えることを特徴とする請求項１３に記載のスイッチ装置。
【請求項１６】
極部の接点の摩耗度に関する情報を表示できるように、処理部（１０）に接続される表示手段（１７）を備えることを特徴とする請求項１３に記載のスイッチ装置。
【請求項１７】
処理部（１０）が電磁石（２０）に制御コマンドを供給し、処理部（１０）は電磁石（２０）の制御コマンドを極部の接点の摩耗度に関する情報に従わせることができることを特徴とする請求項１３に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にコンタクタ、スタータ、ブレーカまたはコンタクタ・ブレーカなどの、１つまたは複数の電極を備えた電力スイッチ装置の接点の摩耗度を判定するための方法に関する。本発明はまた、係る方法を実行できるスイッチ装置にも関する。
【０００２】
制御される電気負荷を切り替えるために、スイッチ装置は各電極に固定接点および可動接点を有する。各接点に取り付けられた板材は、電流または電圧の負荷によって、切替毎に多かれ少なかれ摩耗される。切替を何度も操作すると、この摩耗がスイッチ装置の異常を引き起こすこともあり、安全性や有用性の面では重大な結果を引き起こしかねない。このような結果への対策として、一般的には、接点板材の実際の摩耗度を調べずに、接点またはスイッチ装置全体を一定の操作回数を経た後（例えば、１００万回）に取り替える。結果として、この方策は、板材が摩耗し過ぎている場合には手遅れとなり、あまり摩耗されていない場合には時期尚早となる。したがって、何度も操作を行うスイッチ装置の場合では、自動化された設備に生じ得る故障や異常を避け、適切な時期に使用者に警報できるよう、接点の残存耐用寿命または耐用寿命の終了時点を示す情報を得るために、接点の実際の摩耗度を判定する能力が大きな利点となる。
【０００３】
欧州特許０８７８０１５号および欧州特許０８７８０１６号では、接点の開路操作時に接点の圧力変化を計算して、残存耐用寿命を判定する。この接点の圧力変化は、制御電磁石のアーマチュアの動作開始時点から接点開路の終了時点までの時間を計ることによって測定する。開始時点は、開路状態において、電磁石コイルの端子における電圧を解析する補助回路によって検出される。終了時点は、最も摩耗されたスイッチ極の接点が開き始める時点に相当するが、全ての位相を検出回路に接続し、下流電力配線の疑似中性点での電圧変化として、スイッチ電圧を測定することによって検出される。
【０００４】
しかしながら、この仕掛けは開路の際に作動するので、アークが起き、電極での電圧を正確に測定できない場合もある。また、この仕掛けでは、コイルの電圧を放電抵抗器で測定できるよう、補助回路をコイルの給電から絶縁するために、補助スイッチを付け加えて使用するなどの特別な予防措置が必要である。
【０００５】
本発明の目的は、これらの不都合を避けながら、スイッチ装置の極接点での摩耗度をできるだけ簡単に判定することにある。このため、本発明は、開路位置と閉路位置との間の移動が励起コイルによって制御された制御電磁石で作動される接点を備えた、１つまたは複数の電極を有するスイッチ装置における極接点の摩耗度を判定する方法を記載し、該接点の摩耗度は接点の摩耗移動距離の進行時間に基づいて判定される。本発明によれば、摩耗移動距離の進行時間の計算は、電磁石の閉路運動中、少なくとも１つの電極の通電状態を表す電気信号を少なくとも１つ測定すること、電磁石のコイルでの励起電流を測定すること、および前記電気信号に基づいて判定される接点の閉路時点と、前記励起電流に基づいて判定される電磁石の閉路動作の終了時点間における時間差を計算することによって行う。
【０００６】
１つの態様によれば、接点の閉路時点は、その極が通電される際に生じる電気信号の発生で判定し、電磁石の閉路動作の終了時点は、励起電流の最小値を検出することで判定する。
【０００７】
別の態様によれば、各電極の接点の閉路時点は、スイッチ装置の各電極における主電流の発生によって判定する。別の態様によれば、電極の接点の閉路時点は、接点の下流における、その接点に対応する電極と中性点との間に相-中性点間の電圧が発生することによって判定する。
【０００８】
別の態様によれば、電極の接点の閉路時点は、接点の下流における、２つの電極間の相間電圧が発生することによって判定する。
【０００９】
接点の開路時点ではなく接点の閉路時点に、すなわち電磁石を制御する際に行うことには利点がある。まず、特に接点のアークやコイルに残る磁束に関連した、開路に生じる障害が避けられる。したがって、接点の閉路時点を検出するために装置の極における電流または電圧を測定することが容易になる。また、電気的に制御されるコイルを有するスイッチ装置では、コイルの励起電流は電磁石の制御の際に閉路の時点で既に測定されているが、開路の際に測定されていない場合がある。この励起電流の測定は、電磁石の閉路運動の終了時点を検出するのにも容易に利用できる。
【００１０】
測定された摩耗移動距離の進行時間は、必要に応じて補正係数で補正してもよいが、スイッチ装置の記憶手段で記憶された初期の摩耗移動距離の進行時間に対して計算される進行時間の変動に基づいて接点の摩耗度を判定するために使用される。また、摩耗移動距離の測定された進行時間とスイッチ装置の記憶手段で記憶された摩耗移動距離の進行時間の最低許容値とを比較して、接点の摩耗度を判定できる。
【００１１】
本発明には、この方法を実行できるスイッチ装置も記載されている。斯かるスイッチ装置は、前記方法を実行するために、少なくとも１つの電極の通電状態を表し、少なくとも１つの第１信号を供給する第１測定手段と、電磁石のコイルにおける励起電流を表す第２信号を供給する第２測定手段と、前記１つまたは複数の第１信号と第２信号を受信する処理部により構成される。第１測定手段は、電極における主電流を測定するために、スイッチ装置の電流配線に直列に配置される。あるいは、電極の相-中性点間の電圧を測定するために、第１測定手段はスイッチ装置の下流電流配線と中性点との間に配置される。
【００１２】
別の態様によれば、スイッチ装置は初期の接点摩耗移動距離の進行時間を記憶する手段を備える。処理部は、残存耐用寿命の判定および商品の性能を保証できなくなる耐用寿命の終了時点の情報の提供の少なくとも一方のために、接点の摩耗移動距離の測定された進行時間を算出して、記憶された初期進行時間と測定された進行時間とを比較する。
また別の特徴と利点については、図面に示す実施例を参照しながら詳細な説明で明らかになるが、図面において、
【００１３】
図１は、本発明による電流の第１測定手段を有するスイッチ装置の機能図を示し、
図２は、図１のスイッチ装置における接点極の動作を簡略に示し、
図３は、図１のスイッチ装置の閉路動作中の主電流と励起電流の変動を示す一連の図を示し、       
図４は、図１における電圧の第１測定手段を有する変形例を示す。
【００１４】
例えば、コンタクタ、コンタクタ・ブレーカ、またはスタータなどの電気スイッチ装置は、１つまたは複数の電極を有する。図１の実施例では、スイッチ装置は３つの電極Ｐ１，Ｐ２およびＰ３を有する。
【００１５】
スイッチ装置は、電力網と極部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３とを電気的に接続する上流電流配線（電源配線）およびスイッチ装置で制御および保護の少なくとも一方をすべき、一般には電動機Ｍなどである電気負荷とスイッチ装置の極とを接続する下流電流配線（負荷配線）Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有する。極部の接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３で、上流電流配線を下流電流配線に接続・切断する。公知のように、接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、可動ブリッジ２８に配置された可動接点および固定接点により構成される。可動ブリッジ２８は、制御電磁石２０および接点圧力バネ２５によって作動される。制御電磁石２０は、固定ヨーク、可動アーマチュア２３、リターンバネ２６および励起コイル２１により構成される。電磁石２０の可動アーマチュア２３の閉路動作は、励起コイル２１に励起電流Ｉｓを通電することによって行われる。好ましくは、励起コイル２１は直流の励起電圧で給電する。
【００１６】
図２に示す実施例では、ブレーカ式極部を有するスイッチ装置を示すが、いうまでもなく、コンタクタ式極部を有する装置であってもよい。ブレーカ式極部を有する装置の機能を説明すると、電磁石のコイル２１に励起電流Ｉｓが流れていない時に、リターンバネ２６が電磁石の固定ヨークと可動アーマチュア２３とを引き離す。可動アーマチュア２３は、図示していない機械的連結部材２２（例えばプッシャー）と機械的に連動し、可動ブリッジ２８に作用して、固定接点から可動接点を引き離して接点を開路する。したがって、リターンバネ２６のバネ力は接点圧力バネ２５のバネ力よりも大きい。励起コイル２１に励起電流Ｉｓが流れると、電磁石２０の固定ヨークへ可動アーマチュア２３を逆方向に移動させ、可動ブリッジ２８を解放する。接点の閉路は、可動接点を固定接点に密着させるように、可動ブリッジ２８を押し込む接点圧力バネ２５のバネ力によって行う。ブレーカ式極部を有する装置では特に、可動ブリッジ２８が電磁石の可動アーマチュア２３から引き離される時点が接点閉路動作の終了時点となるため、移動中の可動ブリッジの慣性を大幅に減少するので、接点閉路動作の終了時点でのはね返りの可能性が少なくなるという利点がある。
【００１７】
ブレーカ式極部を有するスイッチ装置の構成においては、商品の耐用寿命の終了時点が板材の厚みが過剰に薄くなった時ではなく、残存する摩耗移動距離が過剰に短くなった時となるよう、接点の板材の厚みが十分になるように設計できる。具体的には、この摩耗移動距離が完全に消失されると、可動アーマチュア２３の閉路動作が終わる時点でプッシャー２２はまだ可動ブリッジ２８に接触しているので、可動接点を固定接点に密着させるためのバネ２５の圧力は弱くなる。この接触圧力が不足している状態では、スイッチ装置の正確な動作は保証できなくなる。したがって、接点の摩耗度は、板材の残存する厚みではなく、接点の残存する摩耗移動距離によって左右されることになる。
【００１８】
本発明によれば、スイッチ装置は、少なくとも１つの電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の通電状態を表し、少なくとも１つの電気信号を測定する少なくとも１つの第１信号を供給できる第１測定手段１１，１２，１３，１１’を有する。図１の実施例では、前記第１測定手段は、各下流電流配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に直列に接続された電流センサ１１，１２，１３により構成され、各センサはスイッチ装置のそれぞれの極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に流れている主電流Ｉｐにより、それぞれの第１信号３１，３２，３３を供給する。通常、このような電流センサ１１，１２，１３は、特にコンタクタ・ブレーカにおける熱異常、磁気異常または短絡回路異常などの保護機能を実行するために使用される。電流センサ１１，１２，１３は、例えばロゴスキー（Ｒｏｇｏｗｓｋｉ）形式の電流センサである。この場合、得られた第１信号は、実際に電流Ｉｐの導関数の像であって、電流が流れ始めると同時に大きな信号を得ることができるので、電流Ｉｐが流れ始める時点を検出するのは容易になる。
【００１９】
図４の変形例では、第１測定手段１１’は、接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の下流において、スイッチ装置の疑似中性点Ｎと下流電流配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３との間に位置され、それぞれの電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の相-中性点間の電圧による、それぞれの第１信号３１’，３２’，３３’を供給する。電流センサを備えていない装置において実行する場合は、この変形例の解決方法によって実行がより容易になると考えられる。図４の簡略化した例では、測定手段１１’は、公知のように、測定された各極からの分路によって、電流強度を低下できる第１高抵抗器と、直列に配置された第２抵抗器とを備え、これによって端子での電圧を測定する。中性点Ｎは、第２抵抗器の端部を接続する。また、他の類似の電圧測定方法もある。場合によっては、アナログ処理をしてから、測定手段１１’が、各極の相-中性点間の電圧を表す第１信号３１’，３２’，３３’を発生する。他の変形例でも、いうまでもなく、２つの電極間の相間電圧を測定できる第１測定手段を使用できる。
【００２０】
第１信号３１，３２，３３または３１’，３２’，３３’は、スイッチ装置の処理部１０へ送信される。この処理部１０は、例えばスイッチ装置内のプリント回路に実装されたＡＳＩＣ形式の集積回路に組み込まれている。これは特に、制御電磁石２０のコントロールや、コンタクタ・ブレーカの場合の熱的および磁気的の少なくとも一方による解放装置のコントロールとして利用できる。
【００２１】
スイッチ装置は、電磁石２０の励起コイル２１に流れている励起電流Ｉｓを測定するための第２測定手段１４も有する。コイル２１は直流で給電されるので、第２測定手段１４はコイル２１の制御回路に直列で接続された抵抗器により構成され、これによって端子での電圧を測定できる。測定値は場合によってアナログ処理されるが、その後、測定手段１４が励起電流Ｉｓを表す第２信号３４を発生し、処理部１０へ送信する。
【００２２】
電気負荷を保護するために、主電流Ｉｐを測定する電流センサ１１，１２，１３を既に備えたコンタクタ・ブレーカのスイッチ装置の場合は、本発明において、当該電流センサを接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の閉路時点をも決定するために使用することが望ましい。また、このようなコンタクタ・ブレーカ装置は、特に制御電磁石２０のコントロールに利用される電子処理部１０を既に備えている場合、この処理部１０は励起電流Ｉｓを表す情報３４をも有する。したがって、このようなスイッチ装置では、任意の時に使用者に警報を出し、スイッチ装置で生じ得る故障や異常を予防できるよう、本発明による接点摩耗度の判定方法を容易にかつ経済的に実行できる。
【００２３】
図３を参照しながら、処理部１０で実行する方法は下記の原理に基づく。
【００２４】
接点閉路のコマンド５０が発生されると、電磁石２０のコイル２１に給電された、曲線５１で示される励起電流Ｉｓが上昇し始める。この初期上昇フェーズでは、電磁石２０の可動アーマチュア２３は動かないまま、励起電流Ｉｓが実質的な漸近曲線に従って上昇する。
【００２５】
励起コイル２１に可動アーマチュア２３の閉路運動を引き起こすのに十分なアンペアターンが蓄積された時を、時点Ａとする。この時点から、電磁石２０のエアーギャップが次第に狭くなり、電磁石２０の固定ヨークおよび可動アーマチュア２３により構成される磁気回路の磁気抵抗が変化する。この磁気抵抗の変化が、励起電流Ｉｓの低下を引き起こす。可動アーマチュア２３の進行の終了時点に相当する時点Ｃまで、すなわち電磁石２０の閉路運動の終了時点まで、この励起電流Ｉｓは低下する。この時点Ｃ以降、エアーギャップは変化しないので、電磁石の磁気抵抗も変化せず、曲線５１で示すように励起電流Ｉｓは再び上昇し始める。
【００２６】
同時に、時点Ａから、可動アーマチュアの運動によって、可動ブリッジ２８が次第に解放され、この可動ブリッジ２８は接点の圧力バネ２５によって作用される。その結果、各電極の可動接点がそれに対応する固定接点に密着し、極を通電状態にする時点Ｂまで、可動ブリッジ２８は移動する。曲線５２で示すように、この時点Ｂから、各電流センサ１１，１２，１３で測定される主電流Ｉｐが発生する。好ましくは、図２に示すように、各極部が２つの固定接点および２つ可動接点を有する場合、時点Ｂは２組の固定・可動接点が閉じる時に相当するので、１つの極部における２組の接点のうち最も摩耗した板材の摩耗度を検出できる。図４の変形例では、各極において、１つの極と疑似中性点Ｎとの間で測定される相-中性点間の電圧が接点の下流に発生することによって、時点Ｂを第１測定手段１１によって判定できる。同様に、接点の下流で、装置の２つの極間における相間電圧を測定することによって、時点Ｂを検出できる。
【００２７】
このようにして、処理部１０は、図３の曲線Ｉｓの下げ止まり点で表される最低励起電流Ｉｓの発生を検出することで、時点Ｃに相当する電磁石の閉路運動の終了時点を、受信された第２信号３４に基づいて検出できる。また、処理部１０は、極の通電状態（すなわち、主電流Ｉｐ、相-中性点間の電圧、あるいは相間電圧）を表す電気信号の発生を検出することによって、１つまたは複数の第１信号３１，３２，３３または３１’，３２’，３３’に基づいて、時点Ｂに相当する接点の閉路時点を検出できる。電気信号および励起電流Ｉｓの時間に対する変化を比較することによって、処理部１０は接点の摩耗移動距離の進行時間を判定できる。
【００２８】
すなわち、時点Ａと時点Ｃとの間の時間Ｔ１は、電磁石の可動アーマチュア２３の閉路運動時間に相当する。時点Ａおよび時点Ｂ間の時間Ｔ２は、可動ブリッジ２８の閉路運動時間に相当する。Ｔ１とＴ２の時差をＴｕとすると、Ｔｕは時点Ｂと時点Ｃ間の時間であって、接点の摩耗移動距離（接点打撃移動距離とも呼ばれる）に要する進行時間に相当する。固定接点および可動接点の少なくとも一方の板材が摩耗されるほど、時間Ｔ２が長くなり、Ｔｕが短くなるということが理解されるであろう。
【００２９】
時間Ｔｕの不正確な測定および不正確な計算の散発的な発生への対策として、電磁石の所定の閉路回数（例えば数十回）にわたって、複数の測定値に基づいて計算された平均値のみを使用するなどの方法で、処理部１０によって容易にフィルタやスムージングができる。
【００３０】
いずれの場合においても、接点の摩耗についての情報には、パーセンテージや摩耗率などで表される接点の残存耐用寿命の情報およびスイッチ装置における接点の耐用寿命の終了時点を示す警報の情報の少なくとも一方も含まれ得る。
【００３１】
接点の残存耐用寿命の情報を算出するために、処理部１０は、接点の摩耗移動距離の測定された進行時間Ｔｕと、（新品状態の接点打撃移動距離とも呼ばれる）接点の初期の摩耗移動距離に相当する初期進行時間Ｔｉとを比較し、ＴｕとＴｉの差の経時的な変動をモニターする。この初期進行時間Ｔｉは、各電磁石類ごとに決められた較正値に相当する。
【００３２】
接点の耐用寿命の終了時点における警報の情報を算出するために、処理部１０は、接点の摩耗移動距離の測定された進行時間Ｔｕと、スイッチ装置として期待される性能を保証するのに必要な、接点の摩耗移動距離における最低許容の長さに相当する最低進行時間Ｔｍｉｎｉとを比較する。最低進行時間Ｔｍｉｎｉもまた、各電磁石類ごとに決められている。
【００３３】
スイッチ装置は、上記初期値Ｔｉおよび上記最低値Ｔｍｉｎｉの少なくとも一方を記憶できる、処理部１０に接続された内部記憶手段１５を有する。記憶手段１５は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリまたはフラッシュ・メモリにより構成される。好ましくは、サイズおよびコストの面から、処理部１０および記憶手段１５はスイッチ装置の同一回路に組み込む。記憶手段１５に蓄積された初期値Ｔｉとして、スイッチ装置を製造する際に予め決められた値、あるいはスイッチ装置の最初の切替操作で得られた最初の測定値Ｔｕを使用する。
【００３４】
ＴｕとＴｉおよびＴｍｉｎｉの少なくとも一方との比較においては、接点閉路中の電磁石における可動部材２３の実速度を予測しておくことが望ましい。すなわち、ＴｉおよびＴｍｉｎｉは、たとえば電磁石の可動部材２３の定格速度から判定されたものであるが、この定格速度はＴｕを判定するために使用された実速度と必ずしも同じではない。
【００３５】
簡略化された第１変形例では、特定の種類および特定のサイズの電磁石において、可動アーマチュア２３の移動速度は実質的に一定であるものとみなす。この場合、測定された進行時間Ｔｕと初期進行時間Ｔｉとの差分の変動をモニターすることによって、処理部１０は接点の残存耐用寿命を容易に算出できる。同様にして、Ｔｕの測定値を補正することなしに、ＴｕがＴｍｉｎｉより小さくなった時、処理部１０は接点の耐用寿命の終了時点における情報を容易に提供できる。
【００３６】
第２変形例では、可動アーマチュア２３の移動速度は、電磁石の種類だけではなく、励起コイルの給電電圧（あるいは遮断制御する場合は、コイルに対する平均給電電圧）によって変わるものとみなす。すなわち、給電電圧が高くなるほど、閉路運動中の可動アーマチュア２３の移動実速度は速くなる。この場合、スイッチ装置はこの給電電圧を測定するための手段を有する。この手段が処理部１０に接続され、処理部１０は、ＴｉおよびＴｍｉｎｉの少なくとも一方と比較する前に、測定された進行時間Ｔｕに速度の違いを考慮に入れた補正係数を掛け、接点の摩耗度に関する情報の算出をより正確に行うことができる。
【００３７】
第３の変形例では、可動アーマチュア２３の移動速度はさらに別のパラメータ、例えば装置の実用温度などによって変わるものとみなす。しかしながら、この方法に不利益をもたらすほど非常に複雑な演算の使用は望ましくない。したがって、この場合、可動アーマチュア２３の移動速度をより正確に予測するために、処理部は可動アーマチュア２３の運動の起動開始時における電流Ｉｓの最高値によって判定する時点と、コイルに電流Ｉｓが発生する時点Ｏとの間で経過する時間に相当する、初期上昇フェーズの時間Ｔ３（図３を参照）を算出する。この時間Ｔ３は、装置の実用温度およびコイルの給電電圧にも左右されるので、時間Ｔ３と可動アーマチュアの速度変化との間には簡単な相関関係が形成される。速度変化を考慮しながら、測定された時間Ｔ３を記憶された基準時間と比較することによって、測定された進行時間Ｔｕに補正係数をかけて、接点の摩耗度の情報をより正確に算出できる。
【００３８】
スイッチ装置は、シリアルリンク 、フィールドバス、ローカルネットワーク、イントラネットまたはインターネット等のグローバルネットワークの通信バスＢを接続することを可能にする通信手段１８をも備える。処理部１０で算出された極の接点における摩耗度の情報を通信バスＢで送信できるよう、この通信手段１８は処理部１０に接続される。スイッチ装置はまた、処理部１０に接続された表示手段１７をも有する。この表示手段１７は、たとえばスイッチ装置の正面に位置された小型画面、または１つか複数の表示ランプからなるため、スイッチ装置の近くにいる操作者は処理部１０で算出された極の接点における摩耗度の情報を見ることができる。
【００３９】
また、処理部１０が制御コマンドによって制御電磁石２０を制御する場合は、この制御コマンドを極の接点における耐用寿命の終了時点に関する情報に従わせ、接点が過度に摩耗されている場合は、スイッチ装置の規格性能を保証できないため、スイッチ装置の電極を閉路する制御をロックするようにできる。したがって、機能不全の可能性がある時には、スイッチ装置が自己ロックできるので、安全性が一層高くなる。
【００４０】
好ましい実施形態によれば、スイッチ装置は、各電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対して電流センサ１１，１２，１３を備える。したがって、処理部１０は極数と同数の第１信号３１，３２，３３を受信し、各電極別に接点の摩耗度を判定できる。この場合、スイッチ装置の接点の摩耗度を各極ごとに算出するか、または接点が最も摩耗した電極に基づいて算出する。
【００４１】
別の実施形態によれば、スイッチ装置は、各電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対して電流センサ１１，１２，１３を備えずに、例えば１つの極のみに電流センサを備える。したがって、処理部１０は１つの第１信号のみを受信し、実際にこの電極のみの接点の摩耗度を検出できる。この場合、極部間に存在し得る差分は考慮せずに、１つの極に対する測定値のみに基づいてスイッチ装置における全ての接点の摩耗度を判定する。
【００４２】
いうまでもなく、本発明の範囲内において、他の変形や変更または均等手段の使用を想定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による電流の第１測定手段を有するスイッチ装置の機能図を示す。
【図２】図１のスイッチ装置における接点極の動作を簡略に示す。
【図３】図１のスイッチ装置の閉路動作中の主電流と励起電流の変動を示す一連の図を示す。
【図４】図１における電圧の第１測定手段を有する変形例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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