СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА КОНТАКТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Способ определения износа контактных элементов электрического переключателя, в частности, вакуумного переключателя, и в частности переключателя распределительного устройства для высокого или среднего напряжения, причем способ содержит следующие этапы:
регистрацию электрических значений (I(t), U(t)), которые представляют электрический параметр, релевантный для электрической дуги, возникающей во время операции переключения на переключателе, как функцию времени, и
i
i
i
i
i
i
i
i
i
вычисление значения (d) износа, представляющего собой износ контактного элемента, из множества значений доли износа, причем значения доли износа вычисляются с использованием множества правил (f) вычисления доли износа из множества подмножеств (I(t); I([t; t'])) зарегистрированных электрических значений, так что каждое из значений доли износа вычисляется по одному из соответствующих правил (f) вычисления доли износа из соответствующего из подмножеств (I(t); I([t; t'])) значений, причем по меньшей мере два из правил (f) вычисления доли износа отличаются друг от друга.
i
i
2. Способ по п. 1, в котором вычисление включает в себя определение переходного момента (t, t') времени, характерного для смены правила вычисления доли износа, причем, по меньшей мере, один переходный момент времени представляет собой, в частности, соответствующий переход между различными фазами электрической дуги, возникающей во время операции переключения.
i
i
i
i
i
3. Способ по п. 2, в котором вычисление включает в себя определение, по меньшей мере, одного из подмножества (I(t); I([t; t'])) значений с учетом, по меньшей мере, одного определенного переходного момента (t, t') времени.
i
i
4. Способ по любому из п.п. 1-3, в котором вычисление включает в себя определение, по меньшей мере, одного граничного момента (t; t') времени, причем по меньшей мере один граничный момент времени в частности является переходным моментом времени, причем по меньшей мере один граничный момент времени определяется с учетом по меньшей мере соответствующего события, которое выбрано из списка, включающего в себя следующие события:
а. начало электрической дуги;
b. переход от стационарного состояния электрической дуги к перемещающемуся состоянию электрической дуги;
с. переход от диффузной электрической дуги к сжатой электрической дуге;
d. конец электрической дуги;
е. отделение контактного элемента от другого контактного элемента переключателя;
f. удаление контактного элемента от другого контактного элемента переключателя на расстояние, которое превышает заданное пороговое значение расстояния;
g. выдача или оценка команды переключения;
h. превышение или не достижение зарегистрированным значением заданного порогового значения, причем зарегистрированное значение выбрано из списка, включающего в себя следующие значения:
- значение тока;
- значение напряжения;
- значение электрического или магнитного поля;
- шумовая составляющая или частотная составляющая значения тока;
- шумовая составляющая или частотная составляющая значения напряжения;
- шумовая составляющая или частотная составляющая электрического или магнитного поля;
- значение яркости электрической дуги;
- значение положения, которое описывает положение контактной площадки и/или расстояние между двумя контактными площадками;
- прежнее значение износа или прежнее суммарное значение износа;
- прошедший интервал времени с появления некоторого другого события, в частности, одного из перечисленных в этом перечне событий; и/или
- при необходимости, прошедший интервал времени с более раннего граничного момента времени.
i
i
5. Способ по п. 1, в котором вычисление включает в себя определение, по меньшей мере, одного граничного момента времени (t; t'), причем по меньшей мере один граничный момент времени в особенности является по меньшей мере одним переходным моментом времени, и причем меньшей мере один граничный момент времени определяется с учетом по меньшей мере одного соответствующего значения, которое выбрано из списка, включающего в себя следующие значения:
- значение тока;
- значение напряжения;
- значение электрического или магнитного поля;
- шумовая составляющая или частотный компонент значения тока;
- шумовая составляющая или частотный компонент значения напряжения;
- шумовая составляющая или частотный компонент электрического или магнитного поля;
- значение яркости электрической дуги;
- значение положения, которое описывает положение контактной площадки и/или расстояние между двумя контактными площадками;
- прежнее значение износа;
- прежнее суммарное значение износа;
- истекший интервал времени с начала наступления некоторого другого события, в частности, одного из событий, упомянутых в данном списке;
- при необходимости, истекший интервал времени с более раннего граничного момента времени.
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
6. Способ по п. 2, в котором подмножества (I([t; t'])) значений включают в себя электрические значения, принадлежащие к соответствующему временному интервалу ([t, t']), и способ для каждого из временных интервалов дополнительно включает в себя определение начала (t), конца (t') или начала и конца соответствующего временного интервала ([t, t']) посредством по меньшей мере одного соответствующего граничного момента времени (t, t'), причем по меньшей мере один граничный момент времени является в частности по меньшей мере одним переходным моментом времени.
1
2
0
1
1
2
2
3
7. Способ по п. 2, в котором, по меньшей мере, один переходный момент времени включает в себя первый переходный момент времени (t) и второй переходный момент времени (t), причем множество подмножеств значений включает в себя, по меньшей мере, одно первое, второе и третье подмножества значений (I([t; t])); I([t; t]), I([t; t])).
i
i
i
i
i
8. Способ по п. 1, в котором подмножества (I(t); I([t; t'])) значений определяются как электрические значения, принадлежащие к соответствующему временному интервалу ([t, t']), причем вычисление значения износа включает в себя образование суммы или интеграла значений доли износа.
9. Способ по п. 1, в котором вычисление включает в себя:
<mrow><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><mo>*</mo><mi>I</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><msub><mi>α</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msup></mrow>
i
I
образование приращения вида
к, по меньшей мере, одной, в частности, по меньшей мере, к двум долям износа, причем i указывает соответствующую из, по меньшей мере, одной доли износа как i- тую долю износа, и, причем K обозначает соответственно i-тый предэкспоненциальный множитель, I(t) обозначает соответственно электрическое значение, включенное в подмножество значений, относящееся к i-той доле износа, и α обозначает соответственно любую экспоненту.
10. Способ по п. 1, в котором значение (d) износа содержит выражение вида
<mrow><mi>d</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msub><mi>f</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mstyle><mo stretchy="false">[</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow>
<mrow><msub><mi>f</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msub><mi>γ</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mstyle><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>*</mo><msub><mi>ϕ</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
при
,
i
i
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow /></mstyle></mrow>
<mrow><msub><mi>ϕ</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow><msub><mi>ϕ</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><mo>*</mo><mi>I</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><msub><mi>α</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msup></mrow>
в частности вычисляется или представляется с помощью данного выражения, причем f(I) обозначает i-тое из правил вычисления доли износа,
обозначает сумму временных значений t с зарегистрированными электрическими значениями I(t), γ(t) - соответствующий (i-тый) зависимый от t весовой коэффициент, который для t (каждого значения t) внутри соответствующего (i-того) подмножества значений выдает сравнительно большие значения, чем для t (какого-либо значения t) вне соответствующего подмножества значений, и
- соответствующая (i-тая) функция от I, причем, в частности,
.
11. Способ по п. 1, дополнительно содержащий операцию сложения вычисленного значения износа с суммарным значением износа, представляющего собой совокупный износ, при необходимости, для множества процессов переключения.
12. Способ по п. 1, в котором электрические значения включают в себя, по меньшей мере, одно из значений из следующей группы:
значения тока (I(t)), которые представляют ток контактов, протекающий во время операции переключения через переключатель, как функцию времени;
значения напряжения (U(T)), которые представляют напряжение электрической дуги, возникающей во время операции переключения на переключателе, как функцию времени;
значения мощности (P(t)) электрической дуги, которые представляют мощность электрической дуги, возникающую на переключателе, как функцию времени.
i
i
13. Способ по п. 4, в котором вычисление включает в себя определение, по меньшей мере, одного граничного момента времени (t; t'), причем по меньшей мере один граничный момент времени в особенности является по меньшей мере одним переходным моментом времени, и причем меньшей мере один граничный момент времени определяется с учетом по меньшей мере одного соответствующего значения, которое выбрано из списка, включающего в себя следующие значения:
- значение тока;
- значение напряжения;
- значение электрического или магнитного поля;
- шумовая составляющая или частотный компонент значения тока;
- шумовая составляющая или частотный компонент значения напряжения;
- шумовая составляющая или частотный компонент электрического или магнитного поля;
- значение яркости электрической дуги;
- значение положения, которое описывает положение контактной площадки и/или расстояние между двумя контактными площадками;
- прежнее значение износа;
- прежнее суммарное значение износа;
- истекший интервал времени с начала наступления некоторого другого события, в частности, одного из событий, упомянутых в данном списке;
- при необходимости, истекший интервал времени с более раннего граничного момента времени.
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
14. Способ по п. 5, в котором подмножества (I([t; t'])) значений включают в себя электрические значения, принадлежащие к соответствующему временному интервалу ([t, t']), и способ для каждого из временных интервалов дополнительно включает в себя определение начала (t), конца (t') или начала и конца соответствующего временного интервала ([t, t']) посредством по меньшей мере одного соответствующего граничного момента времени (t, t'), причем по меньшей мере один граничный момент времени является в частности по меньшей мере одним переходным моментом времени.
1
2
0
1
1
2
2
3
15. Способ по п. 6, в котором, по меньшей мере, один переходный момент времени включает в себя первый переходный момент времени (t) и второй переходный момент времени (t), причем множество подмножеств значений включает в себя, по меньшей мере, одно первое, второе и третье подмножества значений (I([t; t])); I([t; t]), I([t; t])).
i
i
i
i
i
16. Способ по п. 7, в котором подмножества (I(t); I([t; t'])) значений определяются как электрические значения, принадлежащие к соответствующему временному интервалу ([t, t']), причем вычисление значения износа включает в себя образование суммы или интеграла значений доли износа.
17. Способ по п. 8, в котором вычисление включает в себя:
<mrow><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><mo>*</mo><mi>I</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><msub><mi>α</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msup></mrow>
i
I
образование приращения вида
к, по меньшей мере, одной, в частности, по меньшей мере, к двум долям износа, причем i указывает соответствующую из, по меньшей мере, одной доли износа как i- тую долю износа, и, причем K обозначает соответственно i-тый предэкспоненциальный множитель, I(t) обозначает соответственно электрическое значение, включенное в подмножество значений, относящееся к i-той доле износа, и α обозначает соответственно любую экспоненту.
18. Способ по п. 9, в котором значение (d) износа содержит выражение вида
<mrow><mi>d</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msub><mi>f</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mstyle><mo stretchy="false">[</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow>
<mrow><msub><mi>f</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msub><mi>γ</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mstyle><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>*</mo><msub><mi>ϕ</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
при
,
i
i
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow /></mstyle></mrow>
<mrow><msub><mi>ϕ</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow><msub><mi>ϕ</mi><mi>i</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><mo>*</mo><mi>I</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><msub><mi>α</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msup></mrow>
в частности вычисляется или представляется с помощью данного выражения, причем f(I) обозначает i-тое из правил вычисления доли износа,
обозначает сумму временных значений t с зарегистрированными электрическими значениями I(t), γ(t) - соответствующий (i-тый) зависимый от t весовой коэффициент, который для t (каждого значения t) внутри соответствующего (i-того) подмножества значений выдает сравнительно большие значения, чем для t (какого-либо значения t) вне соответствующего подмножества значений, и
- соответствующая (i-тая) функция от I, причем, в частности,
.
19. Способ по п. 10, дополнительно содержащий операцию сложения вычисленного значения износа с суммарным значением износа, представляющего собой совокупный износ, при необходимости, для множества процессов переключения.
20. Способ по п. 11, в котором электрические значения включают в себя, по меньшей мере, одно из значений из следующей группы:
значения тока (I(t)), которые представляют ток контактов, протекающий во время операции переключения через переключатель, как функцию времени;
значения напряжения (U(T)), которые представляют напряжение электрической дуги, возникающей во время операции переключения на переключателе, как функцию времени;
значения мощности (P(t)) электрической дуги, которые представляют мощность электрической дуги, возникающую на переключателе, как функцию времени.
21. Электронный блок, в частности, система управления и/или контроля, для электрического переключателя, в частности, для распределительного устройства для высокого или среднего напряжения, причем устройство управления переключателем включает в себя
модуль ввода значений для получения электрических значений, которые представляют параметр, релевантный для мощности, протекающей через переключатель во время операции переключения на, как функцию времени; и
модуль определения износа, который имеет вычислительный блок и запоминающее устройство с программным кодом, исполняемым вычислительным блоком, причем программный код включает в себя
i
i
i
i
i
множество правил (f) вычисления доли износа, которые предусмотрены для вычисления соответствующих значений доли износа из соответствующих подмножеств (I(t); I([t; t'])) зарегистрированных электрических значений, причем, по меньшей мере, два из правил (f) вычисления доли износа отличаются друг от друга, и
программу вычисления значения износа, предназначенную для вычисления значения (d) износа, представляющего собой износ контактного элемента, из значений доли износа.
22. Распределительное устройство для высокого или среднего напряжения, в частности вакуумный силовой переключатель, включающее в себя устройство управления переключателем согласно пункту 21 и/или выполненное для осуществления способа по любому из пунктов 1-20.
23. Распределительное устройство для высокого или среднего напряжения по п. 22, в котором контактный элемент представляет собой контактный элемент TMF-типа.