使開關設備安全工作的方法和裝置的製作方法

2023-09-17 03:17:05 1

專利名稱：使開關設備安全工作的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於使一根據權利要求1前序部分所述的開關設備安全工作的方法和一種根據權利要求20前序部分所述的相應的裝置。
背景技術：
藉助開關設備，尤其是低壓開關設備，可通斷供電設備和用電設備之間的電流路徑及其工作電流。也就是說，通過用開關設備來通斷電流路徑可有效地打開和關閉連接在這些電流路徑中的用電設備。
低壓電開關設備，例如接觸器、斷路器或緊湊型起動器，具有一個或多個用於通斷電流路徑、可由一個或多個控制磁體控制的主觸點。這些主觸點主要由一活動觸橋和多個可連接用電設備和供電設備的固定接觸件構成。需要使主觸點閉合或斷開時，可向控制磁體發送一相應的接通或斷開信號，控制磁體隨後便會通過其銜鐵對活動觸橋發生作用，使活動觸橋進行一相對於固定接觸件的相對運動，從而接通或斷開需要控制的電流路徑。
為使接觸件和觸橋之間具有更好的接觸，二者發生接觸的位置上布置有採取相應設計的接觸面。構成接觸面的材料，例如銀合金，同時塗覆在觸橋和接觸件彼此間會發生接觸的位置上，並具有一定的厚度。
每次通斷操作都會使接觸面的材料受到一定程度的耗損。影響耗損程度的因素有·隨著通斷操作次數的增多觸點燒損或磨損程度加大；·變形程度加大；·受電弧影響而產生的程度漸長的觸點腐蝕現象；或者·環境因素，例如蒸汽或懸浮物質等等。
接觸面材料受到耗損的結果是無法再安全地通斷工作電流，從而導致出現電流中斷、觸點發熱或觸點熔接等現象。
在此情況下，特別隨著觸點燒損程度的加大，塗覆在接觸面上的材料的厚度會逐漸減小。這會使觸橋和接觸件的接觸面間的接觸行程變長，最終導致觸點閉合時的接觸力減小。其結果是，隨著通斷操作次數的增多無法再使觸點有效閉合。由此而引起的電流中斷或者接通時觸點的劇烈顫動會導致觸點發熱，從而引起觸點材料的熔化，而這又會導致主觸點的接觸面發生熔接。
當開關設備的一主觸點受到耗損或出現熔接現象時，就無法再用開關設備來安全地關閉用電設備。因此，當出現觸點熔接現象時，即使在接收到斷開信號的情況下，至少帶有所述熔接主觸點的電流路徑仍保持在帶電狀態，其結果是用電設備並不完全從供電設備上斷開。由於用電設備因此而處於不安全狀態，因而此時的開關設備為一潛在的故障源。
在此情況下，例如符合IEC 60 947-6-2規定的緊湊型起動器中的保護功能就會受到限制，這種緊湊型起動器具有一附加的保護機構，在進行通斷操作時，這個保護機構會像控制磁體那樣對主觸點發生作用。
因此，為達到使開關設備安全工作、從而保護用電設備及電氣系統的目的，必須防止這種故障源的出現。

發明內容
本發明的目的是對這種故障源進行識別並作出相應反應。
這個目的通過具有權利要求1所述特徵的方法和具有權利要求20所述特徵的裝置而達成。權利要求39對一種用於實施所述方法的相應開關設備進行了說明。權利要求40對一種具有本發明的裝置的相應開關設備進行了說明。從屬權利要求2至19、21至38及41涉及的是所述方法和裝置的方案。
通過本發明可以較少費用識別出在對開關設備進行斷開操作時所出現的觸點熔接現象，藉此識別出開關設備的不穩定工作狀態，並對此作出相應的反應。
根據本發明，為此在一開關設備工作時，特別在對其進行斷開操作時，對下述情況進行識別，即至少一個主觸點的活動觸橋是否超過一斷開點。如果在經過一預定持續時間後所述斷開點未被超過，就中斷開關設備的進一步工作。
其中，預定斷開點對應觸橋的一事先測定的斷開行程，在這一斷開行程情況下，觸橋仍與接觸件相連。當完成斷開操作，即像所期望的那樣斷開至少一個主觸點後所測定的一斷開行程小於這個預定斷開點時，可認為此時存在熔接現象，也就是開關設備處於不安全工作狀態。如果在開關設備持續工作過程中對這種不穩定工作狀態的出現情況進行監控和識別，就可及時中斷開關設備的進一步工作。
在此情況下，通過本發明的方法和裝置可確保一例如為接觸器、斷路器或緊湊型支路(compact outgoer)的開關設備，尤其是一三極開關設備的安全工作。
本發明的一設計方案是通過測量一用主觸點實現通斷的電流路徑中的電流來識別是否已超過斷開點，其中，如果測得的電流大於斷開後的一預設電流，就表示未超過斷開點。
也可通過測量一主觸點上的一電壓降來識別是否已超過斷開點，其中，如果所述電壓降小於斷開後的一預設電壓降，就表示未超過斷開點。
另一設計方案是通過測量控制磁體的一電感來識別是否已超過斷開點，其中，如果斷開後所述電感的值與正常工作狀態下斷開後的預定值不相符，就表示未超過斷開點。
此外還可通過與觸橋處於有效連接的構件的一狀態來識別斷開點，其中，如果這些構件在斷開後所保持的狀態與斷開後的預定狀態不相符，就表示識別出的斷開點未被超過。例如當至少一個主觸點1發生熔接時，情況就如此。
根據本發明的另一設計方案，在接通一控制磁體時或以接通一控制磁體為目的使一輔助觸點閉合，其中，在接通所述控制磁體時使一斷開觸點閉合。如果所述輔助觸點在斷開時仍保持閉合狀態，一與開關觸點串聯的釋放構件就觸發一觸點擊開件。在此情況下也可認為至少一個主觸點發生了熔接或粘接。
開關觸點特別實施為，接通開關設備時，輔助觸點在斷開觸點之前閉合；斷開開關設備時，斷開觸點在輔助觸點之前閉合。
根據本發明的另一設計方案，在進行一開關操作時測量控制磁體的磁路中的磁通變化，其中，如果斷開控制磁體時磁通變化超過一預定的比較值，就表示已超過斷開點。特定而言藉助一感應線圈測量磁通變化。
根據本發明的另一設計方案，藉助一例如為電容器、電線圈或儲能器的電存儲元件在一最短時間內保持對開關設備的一分析和控制裝置的供電，從而通過測量對一熔接主觸點的存在進行檢驗或識別，並在存在熔接主觸點的情況下對一觸點擊開件和/或一閉鎖裝置進行控制或釋放。
得到操作指令時，控制磁體只在電存儲元件已達到一最低充電狀態時，才會受到激勵對至少一個主觸點進行操縱。其中，最低充電狀態的大小確定為，斷開開關設備後，尤其是切斷用於對開關設備的控制磁體進行電激勵的開關電壓後，可為分析和控制裝置供電，且在此情況下分析和控制裝置還能啟動觸發過程。
根據本發明的另一設計方案，在控制磁體處於接通狀態的情況下，以有源方式使一釋放構件保持受激勵狀態，從而避免觸發一觸點擊開件。斷開開關設備時，對釋放構件和控制磁體去激勵，其中，通過一銜鐵或控制磁體的一與所述銜鐵處於機械有效連接的組件可阻止釋放構件的觸發。
因此，通過釋放構件可避免一彈力存儲器的一處於預張緊(prestressed)狀態的彈簧鬆開。其中，釋放構件也具有一例如為復位彈簧的復位件，所述復位件在用於保持有源受激勵狀態的能量供應被切斷後安全地進入一無源的去激勵狀態。復位件所釋放的能量隨後會將存儲在觸點擊開件中的多倍於此的能量釋放出來。這些存儲能量被釋放後會轉化成一最終將熔接主觸點擊開的機械脈衝。
接通開關設備時，特別在控制磁體之前對釋放構件去激勵。斷開開關設備時，在釋放構件之前對控制磁體去激勵。釋放構件優選為一螺線管或一插棒式磁體(plunger-type magnet)。觸點擊開件特別具有一例如為圓柱形壓縮彈簧的彈力存儲器。
此外，通過斷開一與主觸點串聯在電流路徑中的開關元件可中斷開關設備的進一步工作。
最後，通過切斷至少一個用於控制所述控制磁體的控制線可中斷開關設備的進一步工作。
本發明的其他有利實施方式和優選改進方案可從從屬權利要求中獲得。
其中，確定開關觸點的剩餘壽命的方法一方面可包括，對控制磁體的銜鐵或與所述銜鐵處於有效連接的組件的預定離散位置進行與時間相關的檢測以及對所述銜鐵或所述組件進行位置測量的速度和平均加速度的確定。另一方面，可包括對開關觸點在其閉合過程中的接通時間點的測量。
因此，為確定剩餘壽命需檢測至少四個時間點，其中一個為觸點閉合時間點，其餘為一個或多個位置傳感器(position sensors)的定位時間點。其中，這些時間點中的至少兩個可為兩個緊鄰位置的時間值，根據這些時間值可推導出受驅動組件的一速度值。由於受監控組件在一接通過程中所進行的通常為一加速運動，因此，除以上述方式測定的速度值外，還需確定至少一個時間間隔內的一恆定加速度的一平均值。根據測定的速度值和加速度值，以及根據位置傳感器彼此間的相對位置和位置傳感器的定位時間點，可通過一簡單的數學關係式為觸點閉合時間點確定閉合觸點的位置。根據這個位置可以確定，至少一個主觸點的活動觸橋特別在斷開後是否已超過一斷開點。如果在經過一預定持續時間後未達到這個斷開點，就中斷開關設備的進一步工作。
對於速度可調的開關設備，尤其是由一可調磁力驅動機構構成的接觸器而言，在此情況下可利用藉助位置傳感器測定的速度v來將驅動機構反覆調節至一預定速度或將速度限制在一預定區間上。為此，只要速度小於額定值或低於額定範圍，就在每次接通驅動機構時均以一預定參數步長(parameterstep)朝較高速度的方向調整控制參數。作為另選方案，只要速度大於額定值或高於額定範圍，就可在每次接通驅動機構時均以一預定參數步長朝較低速度的方向調整控制參數。藉此可使觸點在達到速度設定值後以預定速度閉合。
本發明的另一方案是藉助一力傳感器檢測動觸點質量。所述力傳感器對斷開驅動機構傳遞到動觸點上的衝力進行測量。由於從近似角度看動觸點的斷開速度與質量損失無關，因此，動觸點的脈衝與質量成比例，力傳感器所測量到的衝力也與質量成比例。在發出斷開驅動機構的斷開指令後的一預定時間段內以力-時間積分形式測定這個衝力，當出現例如為10％的材料損失時，這個衝力同樣約減小10％。在此情況下，觸點材料剩餘質量的最小值與動觸點質量的一對應最小值之間存在邏輯聯繫，根據經驗值判斷，這個對應最小值包括了觸點支架材料的損耗。
在一用作開關設備驅動機構的磁力驅動機構中，力傳感器可布置在銜鐵和用於斷開動觸點的機械耦合元件之間。用於力傳感器及其用於監控單元的測量信號的輔助電能可通過彈性接觸元件傳輸。
根據本發明，通過對相應力值信號進行分析可識別出至少一個主觸點的活動觸橋特別在斷開後是否已超過一斷開點。如果力值信號與一預定的比較力值之間存在偏差，就在經過一預定持續時間後中斷開關設備的進一步工作。
例如可通過對一測量電容器進行電容測量來測定所述銜鐵或一與所述銜鐵處於有效連接的組件的操作位置。其中，測量電容器具有兩個可對應銜鐵運動進行相對運動的電容器極板。由此產生的不同電容器極板間距會導致測量電容器的電容發生變化。為確定電容增加量，可藉助一恆壓源向測量電容器輸入一充電電流脈衝。其中，充電電流脈衝的電流-時間積分與電容變化成比例，可藉助其它電容器數據從中計算出瞬時觸點貫穿壓力(instantaneous contact pressure)。如果貫穿壓力值達到一最小值，就通過監控單元中斷開關設備的工作。
藉助電容變化還可識別出至少一個主觸點的與所述銜鐵處於機械有效連接的活動觸橋特別在斷開後是否已超過一斷開點。其中，可根據電容變化或為測量電容器充電所需的時間值計算確定所述斷開點。如果這個時間值超過一預定值，就表示測量電容器極板間距非常小，據此可認為，銜鐵和與之相連的觸橋沒有再斷開。此時可認為至少一個主觸點發生了熔接。在此情況下應中斷開關設備的進一步工作。
斷開開關設備時，觸點斷開速度v敏感地取決於觸點貫穿壓力D，這是因為例如在一磁力驅動機構中，銜鐵和與之耦合的機械組件是以基本恆定的加速度b離開原位(閉合位置)。有關驅動機構撞擊動觸點的撞擊速度的關係式為v＝√(2Db)，因此近似地為v～√D。
速度檢測可通過前文所述的測量電容器而實現。由於銜鐵的斷開運動會使電容器極板間距變小，而這又會產生一從恆壓源U至測量電容器的電流i，從而產生與觸點貫穿壓力D相關的關係式t＝t，其中，t為動觸點上斷開衝擊的時間點。
在此情況下可根據下述等式確定觸點貫穿壓力DD＝i(t)2·(2b)-1·(d2/(εAU))2，從中仍可近似地得出D～i(t)2，因此，D～imax2。
其中，所述等式包含了銜鐵加速度b、斷開衝擊時間點上的極板間距d、極板面積A、恆定電壓U和時間點t上的電容器電流imax。當imax2超過一預定最小值時，就用監控單元中斷開關設備的工作。
在監控單元中斷開關設備工作的任何情況下，都可事先通過進行預定數量的測量來獲得提供判定標準的測量值的平均值。
由於受驅動的質量主要來自於開關設備驅動機構(銜鐵)，因而從實際效果看，動觸點的閉合速度並不受到動觸點因材料磨損而引起的質量損失的影響。因此，在相同情況下，動觸點的閉合速度始終保持不變。但閉合速度會隨著觸點貫穿壓力的減小而變大，這是因為磁力會在銜鐵氣隙較小的情況下達到一很大的值，從而使銜鐵運動大幅加速。
在動觸點質量和接觸力的彈簧-質量系統中，動觸點的質量變化是引起觸點顫動的原因之一，可通過對顫動過程進行時間測量來近似地測定動觸點的質量變化。可在分析觸點顫動原因時將由於觸點燒損而有可能引起的接觸力減小考慮在內。
假設可用一定比例α的動能在觸點第一次發生顫動時來斷開觸點，則根據觸點閉合速度vK，S計算觸點斷開速度vK，A的等式為vK，A＝vK，S·(α)-0.5，以及根據脈衝關係式計算觸點質量mK的等式為mK·vK，A＝FK·T/2以及ΔmK＝ΔT·FK/(2·vK，S·(α)-0.5)，因此近似地為ΔmK～ΔT。
在此情況下，FK為接觸力，T為第一次顫動斷開的斷開持續時間。
通過對預定數量的測得的顫動時間取平均值，可有效抑制意外顫動，並確定一有代表性的斷開持續時間。可在觸點第一次閉合後通過分析觸點電壓信號來進行所述時間測量。
觸點閉合速度vK，S的瞬時值可用於進行較精確的質量損失ΔmK分析。可藉助一測量電容器確定這一瞬時值。在觸點閉合時間點t＝ts上，來自恆壓源U的電流i(t)＝-(εAU/d(t)2)·v(t)流入測量電容器中。由於d(t)在時間點ts上取決於電容器極板之間的絕緣層厚度d，因此，vK，S＝v(ts)。
觸點接觸之後的磁力驅動機構的銜鐵閉合速度v很容易受觸點貫穿壓力D的影響，這是因為隨著銜鐵氣隙逐漸變小，作用在銜鐵上的磁力會越來越大。可將觸點接觸時間點ts上的銜鐵閉合速度vK，S的值當作用於量度觸點磨損程度的粗略尺度。如果v(ts)超過一預定值，就表示已達到最低貫穿壓力。如前文所述，在一合適的測量電容器上確定速度(量)，即通過下述等式|vK，S|＝|v(ts)|＝|i(ts)·(εAU/d(t)2|


下面藉助附圖對本發明及其有利實施方式進行詳細說明，其中圖1為本發明的方法的一簡化流程圖；圖2為本發明的裝置的一第一實施方式；圖3為本發明的裝置的一第二實施方式；圖4為本發明的裝置的一第三實施方式；圖5為本發明的裝置的一第四實施方式；圖6為一屬於第四實施方式的電路原理圖；圖7為本發明的裝置的一第五實施方式的詳圖；圖8為圖6和圖7所示的一斷開觸點和一與之串聯的閉合觸點與時間相關的曲線圖示例；圖9為本發明的裝置的一實施例的一截面圖，所述裝置具有一永磁體支持的電磁驅動機構與一測量線圈；圖10為本發明的裝置的一第六實施方式；圖11為本發明的裝置的一第七實施方式，其中，主觸點斷開；圖12為本發明的裝置的第七實施方式，其中，主觸點閉合；
圖13為本發明的裝置的第七實施方式，所述裝置具有一熔接主觸點和尚未被釋放的觸點擊開件；以及圖14為本發明的裝置的第七實施方式，其中，所述主觸點已被釋放了的觸點擊開件擊開。
具體實施例方式
如圖1所示，接收到一斷開信號後，本發明的方法主要實施以下兩個步驟步驟a)對至少一個主觸點的活動觸橋在斷開後是否超過一斷開點進行識別；以及步驟b)如果在經過一預定持續時間後所述斷開點未被超過，就中斷開關設備的進一步工作。
據此，應在斷開操作，即特別在接收到一要求斷開一三極開關設備的三個主觸點的斷開信號後，對開關設備的所有主觸點是否均已斷開進行檢驗。根據本發明，其實現方法為，檢驗活動觸橋在斷開時所走過的一特定斷開行程是否大於一預定的斷開點。如果其中一個觸橋被識別出的斷開行程即使在斷開後已經過一同樣為預定的持續時間後仍低於這個斷開點，就可認為此時存在觸點熔接現象，因而必須中斷開關設備的進一步工作。
每個通斷過程中例如可通過控制電流電路中的一強制斷開觸點或例如為電流互感器的電流測量裝置來對斷開位置進行核查。例如也可以光學、磁、電感或電容方式進行核查。優選為通過一例如為微控制器的電子控制單元進行分析和控制，其中，在斷開過程之後或在斷開過程中核查電流路徑是否已斷開或者斷開後接觸位置上是否還存在電流。
如果存在這樣一種故障情況，就可例如通過斷開一設備內部的與主觸點串聯的冗餘開關元件來中斷開關設備的進一步工作。無論主觸點是斷開還是閉合，所述開關元件都會使用電設備從供電設備上斷開。如果開關元件無法再閉合，就可有效中斷開關設備的進一步工作。作為斷開附加開關元件這一方案的另選方案，在故障情況下也可中斷控制磁體的控制，直至開關設備復位，從而達到阻止其繼續工作的目的。此外還可在設備內部觸發一具有相應強度的儲能器，所述儲能器通過對熔接主觸點發生作用來將其擊開從而使之斷開。
圖2以示意圖形式顯示一具有本發明的裝置的開關設備110的一第一實施例。用於閉合和斷開主觸點10的接通和斷開控制信號通過端子A1、A2與一控制裝置16被發送到控制磁體12上。斷開時，通過控制裝置16對用作主觸點10的電磁驅動機構12的控制磁體去激勵。其中，通過一連接18在觸橋上施加一可克服觸點負載彈簧17的力。藉此可斷開主觸點10，從而使用電設備M從供電設備(此處用三根線L1-L3表示)上斷開。
對控制磁體12去激勵後，一分析裝置15藉助電極11、11′檢驗觸橋是否已超過預定斷開點。為能測量主觸點10上的電壓降，在圖2所示的實施例中，每個電流路徑L1-L3分別配有兩個電極11和11′，一個布置在主觸點10前面，一個布置在主觸點10後面。根據本發明，斷開主觸點10後，分析裝置15通過電極11和11′對主觸點10進行一電壓檢驗。如果其中一個主觸點10上的電壓降太低，這就說明這個主觸點的斷開程度不夠大。也就是說，斷開時觸橋走過的斷開行程未超過預定值，此時很有可能存在熔接現象。
如果在觸發一斷開信號後已經過一預定持續時間的情況下所識別出的斷開行程仍然過短，就必須確保開關設備110的進一步工作被中斷。在所示實施例中，分析裝置15為此通過一圖中未作詳細圖示的連接與控制裝置16相連。在此情況下，當分析裝置15識別出這樣一種故障情況時，其會以信號方式將這一故障情況報告給控制裝置16，而控制裝置16就會據此切斷至少一個控制線。
此外，在這個實施例中，還設置有一可釋放一彈力存儲器13的釋放機構14。這種彈力存儲器13可例如為已被斷路器或緊湊型起動器採用的已知閉鎖裝置(1atching mechanisms)。這種閉鎖裝置會通過一機械有效連接19大力撞擊開關設備110開關位置上的未斷開主觸點10，從而擊開發生熔接的主觸點10。其中，為能達到擊開熔接主觸點的目的，必須使彈力存儲器13具有相應大小的力。在此之後，彈力存儲器13或者停留在釋放位置上，無法再復位；或者彈力存儲器13具有一機構，藉助這一機構可重新張緊彈簧13，並重新閉鎖釋放機構14。由於機構13和14的復位只能以手動方式進行，因此，使用者能夠發現故障情況，並必須作出相應反應，例如更換開關設備110。
根據另一未詳細圖示的實施例，也可僅為每個電流路徑配備一個電流傳感器。在此情況下，可通過對每個電流路徑進行電流測量來識別斷開後是否已超過斷開點。當藉助電流測量所識別出的情況是斷開點未被超過時，就中斷開關設備的進一步工作。
圖3以示意圖形式顯示本發明的裝置的一第二實施例，其中，直接用分析裝置25核查接觸位置20上的觸橋的待識別斷開行程。這一點例如可藉助圖3中未詳細圖示的相應構件21而實現。舉例而言，可設置通斷監控制項，在接通時主觸點20閉合的情況下，所述通斷監控制項會進入一第一狀態，當至少其中一個主觸點20發生熔接時，所述通斷監控制項在斷開後仍會保持這個第一狀態。
其中，當這些構件21在斷開後仍保持這個與斷開後的預定狀態不相符的第一狀態時，則認為識別出的斷開行程已低於預定值。
根據另一未詳細圖示的實施例，也可通過直接在控制磁體的線圈附近進行電感測量來識別主觸點的斷開行程。控制磁體在正常接通狀態下所具有的電感不同於其在斷開狀態下所具有的電感。當斷開後並未達到這一斷開狀態下的電感時，就可認為斷開點未被超過，開關設備被斷開。
圖4顯示的是本發明的裝置的一第三實施例。此處設置了一用於在故障情況下中斷開關設備進一步工作的其他開關元件39′，其在各電流路徑L1-L3中與真正起到開關作用的主觸點30串聯。當其中一個主觸點30發生熔接時，分析裝置35藉助電極31和31′識別出這個主觸點30上存在一過低的電壓降。分析裝置35據此發生作用，使一釋放機構34開始工作，從而釋放一彈力存儲器33。這個彈力存儲器33通過有效連接39對開關元件39′發生作用，並將其斷開。在此情況下，無論主觸點30是斷開還是仍處於閉合狀態，都可有效切斷電流路徑L1-L3，從而中斷開關設備310的進一步工作。
圖5顯示的是本發明的裝置的一第四實施方式。所述裝置具有一用作通斷監控制項45的輔助觸點，其與一控制磁體42或電磁驅動機構42的一斷開觸點41串聯。如附圖所示，斷開觸點41在接通(即控制磁體42受到激勵)時斷開。此外還有一動作機構44與斷開觸點41和輔助觸點45串聯，所述動作機構在激勵或通電狀態下可觸發一擊開件46，所述擊開件例如為一儲能器或一如圖5所示的閉鎖裝置。控制磁體42通過一驅動杆49促使一可使主觸點1斷開和閉合的接觸滑塊43發生運動，其中，當控制磁體42處於受激勵狀態時，主觸點1在正常工作狀態下通過一觸點負載彈簧40而閉合。輔助觸點45通過一輔助接觸滑塊48和接觸滑塊43與主觸點1機械相連，因此，通過輔助接觸滑塊48和接觸滑塊43可將主觸點1的工作狀態「反射」(即傳輸)到輔助觸點45上。其中，這個機械連接的作用是，當至少一個主觸點1發生熔接時，輔助觸點45也會閉合或保持在閉合狀態。
根據本發明，當主觸點1在接通所述裝置的情況下閉合時，通斷監控制項45會進入一第一狀態。斷開觸點41斷開。斷開所述裝置時，斷開觸點41閉合，通斷監控制項45斷開。其中，當至少其中一個主觸點1發生熔接時，通斷監控制項45會在所述裝置斷開後保持這個第一狀態。
如果所述裝置斷開後其中一個主觸點1發生熔接，斷開觸點41就會閉合，與此同時，輔助觸點45也會閉合，這是因為儘管接收到斷開指令，但其中一個主觸點1還是閉合了。在此情況下，通過這兩個閉合觸點41、45可為動作機構44加載電流。動作機構44可例如為一螺線管，其可在電流激勵的情況下觸發例如為一彈力存儲器的擊開件46或閉鎖裝置46。通過閉鎖杆47和接觸滑塊43可在熔接主觸點1上施加一擊斷力，從而擊開熔接主觸點，進而關閉相關用電設備。
由於斷開時通常會切斷開關電壓，尤其是用於為控制磁體供電的開關電壓，因此，藉助一例如為電容器的電存儲元件對開關電壓進行緩存，是有利的。其中，可藉助一二極體使電容器電壓與開關電壓分離。
開關觸點41、45實施為，接通所述裝置時，輔助觸點45在斷開觸點41斷開後閉合；斷開所述裝置時，斷開觸點41在輔助觸點45斷開後閉合。
如果開關觸點41、45不採取這種特殊配置的開關延時定時關係，就會出現在進行正常開關操作時兩個開關觸點41、45同時(即使只是短時間)閉合的情況。這種最終會導致非期望地觸發觸點擊開件46的短時通斷狀態的效應可通過下述方法得以避免，即對接入兩個閉合開關觸點41、45的電釋放信號進行時間性過濾或濾波。這一點例如可藉助一與開關觸點41、46串聯的電抗器或一電容器而實現。
作為另選方案，也可在接通一控制磁體42時，或為接通一控制磁體42而斷開一相應的輔助觸點，並在接通控制磁體42時使一未詳細圖示的閉合觸點(make contact)閉合。如果輔助觸點在所述裝置斷開時保持斷開狀態，通過對所述開關觸點的各斷開工作狀態進行分析，就可使一釋放構件觸發一觸點擊開件46。
所述開關觸點優選實施為，接通所述裝置時，輔助觸點在閉合觸點閉合後斷開；斷開所述裝置時，閉合觸點在輔助觸點閉合後斷開。
所述開關觸點例如可採取並聯的連接方式，其中，在發生故障的情況(即兩個開關觸點都斷開)下可產生一用於控制釋放構件的觸發信號。例如可藉助已經存在的控制裝置產生所述觸發信號。
圖6顯示的是一屬於圖5所示的第四實施方式的電路原理圖。圖6的中部示例性地顯示了三個主觸點1，控制磁體42和閉鎖裝置46通過接觸滑塊43對其進行操縱。除兩個接線端子A3和A4外，同時還顯示有一由斷開觸點41、通斷監控制項45和用於釋放閉鎖裝置46的動作機構44構成的串聯電路，其中，通過接線端子A3和A4可為控制磁體42的一勵磁線圈供電。如果在端子A3和A4上施加一用於接通所述裝置的開關電壓，控制磁體42的勵磁線圈中就會有電流流過，從而使主觸點1閉合。但在故障情況下，也就是當其中一個主觸點1發生熔接時，輔助觸點45，或者更確切地說，通斷監控制項也會保持閉合狀態，從而可為用於釋放閉鎖裝置46的動作機構44供電。在此情況下，施加在端子A3、A4上的開關電壓用於為動作機構44供電。可以說，這種類型的裝置所固有的穩定性可一直保持到其使用壽命的終結，且可達到一穩定的工作狀態。這種開關裝置可特別有利地用在一隻有通過一主觸點布置才能實現關閉時的觸點斷開和出現過流時的斷路的緊湊型起動器中。
圖7顯示的是本發明的裝置的一第五實施方式的詳圖。圖7的上部顯示有一閉鎖裝置46，其具有一一體式彈力存儲器，作為用於擊開熔接主觸點1的動力元件彈力存儲器。釋放時，組合式閉鎖裝置46通過例如為兩個相互機械有效連接的挺杆(plunger)47、51直接對活動觸橋發生作用。藉此可擊開一熔接主觸點1。一用作釋放單元的動作機構44藉助一採取可旋轉安裝方式的杆52與閉鎖裝置46相連。動作機構44特定而言為一插入式銜鐵或一螺線管。為實現釋放，為動作機構44供電。這一點以與圖5、圖6所示裝置相似的方式進行。也就是使釋放構件45或輔助觸點和控制磁體42的斷開觸點41閉合來接通開關設備。在此情況下，通過施加在控制磁體42的勵磁線圈56上的電壓來為動作機構44供電。圖7的左部顯示了控制磁體42。接通時，控制磁體42的銜鐵55受到引力作用，其中，銜鐵55可對一採取可旋轉安裝方式53的驅動杆54進行操縱。正常工作時，接觸滑塊43會在銜鐵55的操縱下朝「上方」移動，從而使主觸點1可在觸點負載彈簧40的彈力的作用下閉合。其中，觸點負載彈簧40的彈力大小設計為，釋放帶有一體式動力元件的閉鎖裝置46時所釋放的力明顯較大，從而使擊開熔接主觸點所需的擊斷力也可克服觸點負載彈簧40的彈力。
為達到有效釋放動力元件46的目的，一特別實施方式是，以時間上彼此相應的適當方式對斷開觸點41和建構為開關觸點的釋放構件45進行操縱。在此情況下，有利的做法是接通所述裝置時，斷開觸點41在釋放構件45閉合之前斷開；斷開所述裝置時，斷開觸點41在釋放構件45斷開之後閉合。
接下來的圖8對此進行了圖示，其中，ZO表示斷開觸點41與時間相關的曲線，ZS表示建構為閉合觸點的釋放構件45與時間相關的曲線。參考符號CL表示相關開關觸點41、45的閉合狀態，參考符號OP表示相關開關觸點41、45的斷開狀態。ΔT表示與時間相關的曲線ZO和ZS的轉換邊緣之間的偏移時間。通過使開關操作具有這種針對性的延時特性，就無需再使用圖5的

中所必需的過濾和濾波元件。
作為另選方案，也可將斷開觸點建構為閉合觸點，將釋放構件建構為斷開觸點。當所述裝置正常工作時，兩個開關件41和45無論在正常接通狀態下還是在正常斷開狀態下的接觸位置都應該相反，即開關件41、45「斷開/閉合」或「閉合/斷開」。這一點例如可藉助緩衝器以機械方式或藉助電延遲元件以電的方式實現，所述緩衝器或電延遲元件具有不同的接通和斷開時間常數。
此外還可通過一用於電壓去耦的二極體與一連接在後面的電容器對施加在電連接件A3和A4上、用於激勵控制磁體42的勵磁線圈56以通斷開關設備的開關電壓進行緩衝。當因發生故障而需切斷開關電壓來斷開所述裝置時，通過這種方式可提供一足夠用以釋放動力元件46或閉鎖裝置46的電能。
圖9顯示的是本發明的裝置的一實施例的一截面圖，所述裝置具有一用永磁體68支持的電磁驅動機構60。
附圖的上半部分顯示了處於接通狀態的電磁驅動機構60中的磁通(參見用虛線表示的擋板(stop plate)58)。而圖9的下半部分顯示的是處於斷開狀態的電磁驅動機構60中的磁通(參見用實線表示的擋板58)。
附圖的中部顯示了一繞在一線圈架67上的勵磁線圈66。勵磁線圈66具有例如兩個用於輸入一線圈電流i的連接件。參考符號u表示施加在勵磁線圈66用作開關電壓的線圈電壓。線圈架67和勵磁線圈66一起形成一圓柱形孔OF，電磁驅動機構60的一銜鐵61可在其中移動。銜鐵61具有一與圓柱形孔OF的尺寸相匹配的圓柱形銷與一安裝在所述圓柱形銷上面的擋板58。其中，整個銜鐵61用一鐵磁材料，特別是軟磁材料(例如鐵)製成。線圈架67和勵磁線圈66被一內磁軛65包圍，所述磁軛由一軟磁材料製成，用於對勵磁線圈67產生的磁場進行磁通控制，其中，內磁軛65的一部分伸入圓柱形孔OF中，並在此處形成一內磁極63。由此產生的磁場最終在圓柱形孔OF的附圖所示的區域內發生作用。
電磁驅動機構60由至少一個永磁體68支持，藉此可在電磁驅動機構60處於斷開位置時產生一作用在銜鐵61上的附加保持力。其中，永磁體68安裝在電磁驅動機構60的內磁軛65的外側。永磁體68的兩個磁極分別用N和S表示。永磁體68優選為沿內磁軛65的周邊布置。也可用一磁環或磁圈代替多個永磁體68，所述磁環或磁圈被極化後其內側形成一北極N及南極S，其外側形成一南極S及北極N。在圖9所示的實施例中，永磁體68朝外的一側與一用軟磁材料製成的盆形外磁軛64相連。外磁軛64同樣具有一可導入一接觸滑塊59的圓柱形孔。接觸滑塊59可用銜鐵61的衝片58操縱，藉此可對一與接觸滑塊59相連、但未詳細圖示的觸橋進行操縱。
此外，在內磁極63和銜鐵61的圓柱形銷之間的圓柱形孔OF中安裝有一復位彈簧69，其可在勵磁線圈66處於不帶電狀態時將銜鐵61推出圓柱形孔OF。銜鐵61的圓柱形銷、內磁軛65的外側和外磁軛64的內側的幾何尺寸彼此間幾何匹配，使得銜鐵61的衝片58在一受激勵的接通位置上撞向內磁軛65的外側，在去激勵狀態下撞向外磁軛64的內側。其中，用虛線顯示的衝片58表示的是電磁驅動機構60的接通位置。
圖9的下半部分以點劃線形式顯示了當電磁驅動機構60處於斷開位置時永磁體68所產生的磁場MF1。圖9的上半部分以對比為目的顯示了當電磁驅動機構60處於接通位置時永磁體68所產生的磁場MF2。在第二種情況下不會通過外磁軛64形成對於磁場MF2而言的低磁阻路徑，因而必然會在永磁體68的周圍形成一漏磁場(magnetic stray field)。
由於永磁體作用在銜鐵61上的引力，轉換過程進行得非常迅速，因此與純電磁驅動相比，銜鐵61在斷開時間點上的移動速度很快、力量很大。
根據本發明，在此情況下可藉助一合適的測量構件對磁通變化，尤其是勵磁線圈66外部和包圍著的電磁驅動機構60的勵磁線圈66的內磁軛65外部的磁通變化進行識別。在圖9所示的實施例中，為此在外磁軛64的一邊腳上纏繞一特別有利的測量線圈62。也可用一例如為霍爾傳感器的磁場傳感器代替測量線圈62。從斷開位置出發的磁通MF1穩定地流過測量線圈62。當銜鐵60突然向左移動到接通位置時，所述磁通也會突然間發生變化，使得下部區域內也形成一如圖9所示的漏磁場MF2，與此同時，外磁軛65中的磁通幾乎消失。外磁軛65的邊腳中的這種動態磁通變化體現在一在測量線圈62的連接件上產生的感應電壓ui上，磁通變化越快，所述感應電壓的峰值就越大。可將感應電壓ui與一預定的比較值進行比較，並根據比較結果生成一用於進行信號化處理的數位訊號。
根據本發明，出現感應電壓ui的一最低值所對應的識別結果是，至少一個主觸點的活動觸橋在斷開後肯定已經超過一斷開點。但如果在經過一預定持續時間後或在一預定持續時間內未識別出感應電壓ui的最低值，就中斷開關設備的進一步工作。在此情況下可認為，此時肯定存在觸點熔接現象，其導致銜鐵衝片58並非完全抵靠在內磁軛或外磁軛65、64上。在此情況下所產生的感應電壓ui就相應較小。
其中特別有利的一點的是，即使再隱蔽的磨損現象也能被發現，而這種磨損現象會導致感應電壓ui變小、開關動作變慢。
圖10顯示的是本發明的裝置的一第六實施方式。
圖10所示裝置的重點在於通過在開關設備工作過程中進行一能量緩衝來確保在斷開所述裝置以及切斷能量供應後仍能在一最短時間內為一分析和控制單元供電，從而在一主觸點發生熔接的情況下可對一觸點擊開件和/或閉鎖裝置進行控制或釋放。
在圖10所示的裝置中例如存在一電容器形式的電能存儲器94。首先在分析和控制裝置91上施加一供電電壓時通過控制端子A5、A6為所述電能存儲器94充電。只有當電能存儲器94達到一最低充電狀態時，才通過控制一例如為控制磁體的電磁驅動機構92來使主觸點1閉合。如果電能存儲器94為一電容器94，則電能存儲器94的最低充電狀態就相當於電容器電壓Uc的一最低充電電壓Umin。這一最低充電電壓可例如為施加在端子A5、A6上的開關電壓的80％。其中，電能存儲器94的最低充電狀態的大小確定為，其足夠使分析和控制裝置91通過向一釋放構件發送一控制信號來觸發觸點擊開件80。
在受控接通開關設備時，所示控制磁體92對一與一接觸滑塊73處於機械有效連接的銜鐵97進行操縱，接觸滑塊73自身對一觸橋74發生作用。用作活動導電件的觸橋74跨接電流路徑L1-L3的固定導電件。在開關設備處於斷開狀態時預張緊的觸點負載彈簧75在控制磁體92被接通時鬆開，將觸橋74推向電流路徑L1-L3的固定導電件，並使二者接觸。作為另選方案或補充性方案，也可通過控制一閉鎖裝置來擊開一熔接主觸點1，所述閉鎖裝置的結構建構為一般情況下可擊開一熔接主觸點1。
參考符號93表示的是用於識別至少一個熔接主觸點1的構件。根據本發明，所述構件用於識別至少一個主觸點1的活動觸橋74在所述裝置斷開後是否已超過一斷開點。在圖10所示的實施例中，構件93為一電流傳感器，特別為一用於檢測一三極開關設備的主電流路徑L1-L3中的電流的三重電流傳感器(triple current sensor)。其中，電流傳感器93通過一連接線與分析和控制單元91相連，以發送一電流測量值。
根據本發明，當經過一預定持續時間後未超過斷開點時，就中斷開關設備的進一步工作。在圖10所示的實施例中，分析和控制裝置91為此在斷開開關設備後的例如為100ms的預定持續時間內對電流路徑L1-L3中的電流進行分析。發現一電流時，分析和控制裝置91會向釋放構件95發送一電流脈衝。釋放構件95例如為一螺線管或插棒式磁體形式的動作機構，其銜鐵96釋放一彈力存儲器形式的釋放構件80。為此，建構為棘齒的銜鐵96脫離一通過一彈簧83而處於預張緊狀態的擊開接觸滑塊81的一擋臂82。擊開接觸滑塊81隨後撞在接觸滑塊73上，從而擊開熔接主觸點1。
作為另選方案，可通過測量反饋來測定電磁驅動機構的電感，進而測定主觸點1的斷開位置。或者也可通過一與分析和控制裝置91電氣相連的輔助開關件測定主觸點1是否已斷開，所述輔助開關件例如為一符合IEC60947-4-1規定的鏡式觸點(mirror contact)。如果確定主觸點1未斷開，就通過釋放構件95對能量存儲器94進行放電。
必須對能量存儲器在多年的長時間工作後在高溫環境下的穩定性提出特別高的技術要求。可考慮使用為軍事用途而設計的電容器。這種電容器的壽命明顯長於常規電容器。可藉助一合適的充電電路用斷開開關設備過程中產生在控制磁體92的勵磁線圈中的感應電壓為電容器94充電。存儲起來的這部分電能可在隨後的較短的時間間隔內用於為分析和控制裝置91供電以及用於觸發釋放構件95。
也可用一小型飛輪代替電容器，斷開開關設備後可藉助一發電機將飛輪的動能轉化為可供使用的電能。
作為另選方案，電流互感器93的尺寸大小可設計為足夠大，使得通過電流互感器93可從主電流路徑L1-L3中獲取操作分析和控制裝置91以及觸發釋放構件95所需的能量。
另一解決方案是，分析和控制裝置91除端子A5、A6外還具有附加的供電端子。如果從這些附加的供電端子獲取電壓，則即使在開關設備被斷開後仍可通過這個獨立的供電機構為分析和控制裝置91供電。
用一在觸點接觸區域內具有一較大斷開力和/或一較大斷開脈衝的特殊閉鎖結構來擊開一熔接主觸點1是有利的。通過一相應的傳動裝置可使存儲在一斷開彈簧中的能量並非線性地沿斷開路徑減少，而是主要在從「接通」位置到「觸點接觸」位置的路徑上減少。到達「觸點接觸」位置之後以及到達「斷開」位置之前還會通過釋放剩餘的能量來將觸點負載彈簧預張緊在「斷開」位置上。
圖11顯示的是本發明的裝置的一第七實施方式，其中，所述裝置的主觸點1斷開。此處可假定，主觸點1尚未發生熔接，為正常斷開。
圖11的右部顯示的是一處於斷開及去激勵狀態的控制磁體72。在這個實施例中，控制磁體72的復位彈簧79通過一銜鐵77和一與銜鐵77處於機械有效連接的接觸滑塊73將一觸橋74推到斷開位置上。其中，一與復位彈簧79相比力量較弱的觸點負載彈簧75進入預張緊狀態。處於所示狀態下的主觸點1具有一觸點斷開距離a。在此情況下，電流無法流過電流路徑L1-L3。
斷開開關設備時，控制磁體72的銜鐵77對一與接觸滑塊73固定相連的連接件76發生作用。接觸滑塊73和連接件76也可建構為一個組件。在附圖所示的斷開狀態下，一去激勵動作機構85的銜鐵86抵靠在銜鐵77的遠離控制磁體72的一端的邊側上。動作機構85用作觸點擊開件80的釋放構件。銜鐵77在所示狀態下起到一止動件的作用，因而使得建構在動作機構銜鐵86遠離銜鐵77的一端上的棘齒無法脫離觸點擊開件80的一擋臂或擋邊82。其中，動作機構85的一復位彈簧由於受到所述止動件的阻擋而保持預張緊狀態。其中，觸點擊開件80的結構與圖10所示的觸點擊開件相一致。
圖12顯示的是本發明的裝置的第七實施方式，其中，所述裝置的主觸點1閉合。其中，通過電連接件A5、A6對控制磁體72的勵磁線圈進行電流激勵。在圖12所示的實施例中，銜鐵77向右移動，從而對接觸滑塊73去負荷。通過這種去負荷和預張緊觸點負載彈簧75的鬆弛，觸橋74使主觸點1閉合。
根據本發明，接通開關設備時，觸點擊開件80的釋放構件85受到激勵，與此同時，或者很短的一段時間之後，控制磁體72也受到激勵。在此情況下，釋放構件85的復位彈簧繼續保持預張緊狀態，且這種預張緊狀態為有源的預張緊狀態。通過與圖11的比較可以發現，動作機構85的復位彈簧的預張緊的程度更大。控制磁體72相對於釋放構件85的操縱延遲例如可通過只對接通過程發生作用的機械緩衝件而實現。作為另選方案，也可在控制磁體72的勵磁電路中使用電緩衝件，例如一與控制磁體72的勵磁線圈串聯的電抗器。在此情況下，雖然控制磁體72的銜鐵77受控失去了止動或阻擋功能，但動作機構銜鐵86並不釋放觸點擊開件80。
如圖12所示，如果從外部進行強制性的電流去激勵，動作機構銜鐵86就會在圖12的實施例中的預張緊復位彈簧的作用朝下方移動，從而釋放觸點擊開件80。其優點主要在於肯定能實現觸點擊開件80的釋放，這是因為無需緩存或持續提供用於釋放的能量。釋放所需的能量存在於動作機構85的處於預張緊狀態的復位彈簧中。也就是說，圖12所示的釋放和觸點擊開機構採取的是「故障安全」型的實施方式。
如圖12進一步所示，開關觸點1進入新狀態的結果是，由於銜鐵77的操縱而使銜鐵77與連接件76之間產生一數毫米的間隙。這個間隙會隨觸點材料的磨損而變小。在接通狀態下，連接件76面對動作機構銜鐵86的位於棘齒相對側的一端。無論主觸點1是剛發生熔接還是早已發生熔接，連接件76例如在動作機構銜鐵86的區域內均具有一凹槽78。凹槽78的尺寸確定為，釋放構件86(即建構為螺線管或插棒式磁體的動作機構)釋放時，觸點擊開件80肯定會被釋放。作為另選方案，連接件76也可在其整個長度範圍內具有一與連接件76末端區域內的尺寸相符的恆定橫截面。
圖13顯示的是本發明的裝置的第七實施方式，所述裝置具有一熔接主觸點1和尚未被釋放的觸點擊開件80。一般情況下通過切斷施加在控制磁體72的端子A5和A6上的開關電壓來斷開開關設備。所述開關電壓優選地也通過端子A7和A8為釋放構件85供電，因此切斷開關電源後，釋放構件85也會釋放。控制磁體72和釋放構件85的勵磁電路也可採取並聯的連接方式。
根據本發明，開關設備對至少一個主觸點1的活動觸橋74在開關設備被斷開後是否已超過一斷開點進行識別或檢驗。如圖13所示，主觸點1由於發生熔接而無法再斷開，因而即使在經過一預定持續時間後仍未超過一斷開點。所述預定持續時間可例如為100ms。釋放構件85優選地在開關設備被斷開時相對於控制磁體72延時釋放，這樣，銜鐵77可在開關設備被斷開時重新恢復其用於動作機構銜鐵86的止動和阻擋功能。經過所述預定持續時間後，如果由於一主觸點1發生熔接而無法再對銜鐵77進行操縱，以至於其仍能「攔截」住已經釋放的動作機構銜鐵86，就中斷開關設備的進一步工作。在此情況下，釋放構件85完全釋放，從而釋放觸點擊開件80。
動作機構85的這種在開關設備被斷開時的釋放延遲例如可通過機械緩衝系統或一具有一布置在動作機構85的勵磁電路中的續流二極體的續流電路而實現。其中，所述續流電路在所述預定持續時間內仍保持動作機構85的磁路的磁化。可在斷開開關設備時藉助一阻值相對較高的電阻器以電的方式對控制磁體72的勵磁電路進行衰減，從而可以極快的速度消解控制磁體72的磁路中的磁能。
圖14顯示的是本發明的裝置的第七實施方式，其中，所述主觸點1已被釋放了的觸點擊開件擊開。如前文所述，觸點擊開件80的彈簧的彈力大小確定為，其除必要的擊斷力外還須能克服觸點負載彈簧75的反向彈力。在此情況下，主觸點1就不會發生再次閉合。開關設備的工作因此而保持中斷狀態。觸點擊開件80也可具有一圖中未顯示的機構，藉助這一機構可重新張緊被釋放的彈簧83和釋放構件85。例如可以手動方式實現所述機構的這種復位操作。
權利要求
1.一種使一開關設備穩定工作的方法，所述開關設備具有至少一個可閉合和斷開的主觸點和至少一個控制磁體，所述主觸點具有多個接觸件與一活動觸橋，所述控制磁體具有一活動銜鐵，其中，所述銜鐵在所述開關設備被接通和斷開時對所述觸橋發生作用，使得相應的主觸點閉合和斷開，所述方法包括下列步驟a)對至少一個主觸點的活動觸橋在斷開後是否超過一斷開點進行識別；b)如果在經過一預定持續時間後所述斷開點未被超過，就中斷所述開關設備的進一步工作。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過測量一用所述主觸點實現通斷的電流路徑中的電流來識別是否已超過所述斷開點，其中，如果測得的電流大於斷開後的一預設電流，就表示未超過所述斷開點。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過測量一主觸點上的一電壓降來識別是否已超過所述斷開點，其中，如果所述電壓降小於斷開後的一預設電壓降，就表示未超過所述斷開點。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過測量所述控制磁體的一電感來識別是否已超過所述斷開點，其中，如果斷開後所述電感的值與斷開後的預定值不相符，就表示未超過所述斷開點。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過與所述觸橋處於有效連接的構件的一狀態來識別所述斷開點，其中，如果所述構件在斷開後所保持的狀態與斷開後的預定狀態不相符，就表示識別出的斷開點未被超過。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，在接通一控制磁體(42)時或以接通一控制磁體(42)為目的使一輔助觸點(45)閉合，接通所述控制磁體(42)時斷開一斷開觸點(41)，以及如果所述輔助觸點(45)在斷開時仍保持閉合狀態，一與所述開關觸點(41，45)串聯的釋放構件(44)就觸發一觸點擊開件(46)。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述開關觸點(41，45)實施為，接通所述開關設備時，所述輔助觸點(45)在所述斷開觸點(41)斷開之後閉合；斷開所述開關設備時，所述斷開觸點(41)在所述輔助觸點(45)斷開之後閉合。
8.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，在接通一控制磁體(42)時或以接通一控制磁體(42)為目的斷開一輔助觸點，接通所述控制磁體(42)時使一閉合觸點閉合，以及如果所述輔助觸點在斷開時仍保持斷開狀態，就通過對所述開關觸點的各斷開狀態進行分析來使一釋放構件觸發一觸點擊開件(46)。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述開關觸點實施為，接通所述開關設備時，所述輔助觸點在所述閉合觸點閉合後斷開；斷開所述開關設備時，所述閉合觸點在所述輔助觸點閉合後斷開。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在進行一開關操作時測量所述控制磁體(60)的磁路中的一磁通變化，其中，如果斷開所述控制磁體(60)時所述磁通變化超過一預定的比較值，就表示已超過所述斷開點。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，藉助一感應線圈(62)測量所述磁通變化。
12.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，藉助一電存儲元件(94)在一最短時間內保持對所述開關設備的一分析和控制裝置(91)的供電，從而以測量方式對一熔接主觸點(1)的存在進行識別，並在必要時對一觸點擊開件(80)和/或一閉鎖裝置進行控制或釋放。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，在存在一開關指令的情況下，只有當所述電存儲元件(94)達到一最低充電狀態時才對所述控制磁體(92)進行激勵來使其操縱至少一個主觸點(1)。
14.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述控制磁體(72)處於接通狀態的情況下，以有源方式使一釋放構件(95)保持受激勵狀態，從而避免一觸點擊開件(80)被觸發，以及斷開所述開關設備時，對所述釋放構件(85)和所述控制磁體(72)去激勵，其中，通過一銜鐵(77)或所述控制磁體(72)的一與所述銜鐵(77)處於機械有效連接的組件來阻止所述釋放構件(85)的觸發。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，接通所述開關設備時，在所述控制磁體(72)之前對所述釋放構件(85)進行激勵；斷開所述開關設備時，在所述釋放構件(85)之前對所述控制磁體(72)去激勵。
16.根據權利要求14或15所述的方法，其特徵在於，所述釋放構件(85)為一螺線管或一插棒式磁體。
17.根據權利要求14至16中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，所述觸點擊開件(80)具有一彈力存儲器。
18.根據上述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，通過斷開一與所述主觸點(1)串聯在所述電流路徑(L1-L3)中的開關元件來中斷所述開關設備的進一步工作。
19.根據上述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，通過切斷至少一個用於控制所述控制磁體的控制線來中斷所述開關設備的進一步工作。
20.一種用於使一開關設備穩定工作的裝置，其中，所述開關設備具有至少一個可閉合和斷開的主觸點和至少一個控制磁體，所述主觸點具有多個接觸件與一活動觸橋，所述控制磁體具有一活動銜鐵，其中，所述銜鐵在所述開關設備被接通和斷開時對所述觸橋發生作用，使得相應的主觸點可閉合和斷開，其特徵在於，設置有用於識別是否已超過至少一個主觸點的觸橋的一斷開點的第一構件，設置有其他構件，當所述構件在斷開後識別出所述斷開點在經過一預定持續時間後未被超過時，所述其他構件就中斷所述開關設備的進一步工作。
21.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，所述第一構件包括一電流傳感器，所述電流傳感器對一用所述主觸點實現通斷的電流路徑中的電流進行測量。
22.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，所述第一構件包括兩個電極，其中，所述第一和第二電極布置為可導出所述主觸點上的電壓降。
23.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，所述第一構件包括一用於檢測一電感的構件，所述構件對所述控制磁體的電感進行測量。
24.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，所述第一構件包括一斷開機構，所述斷開機構與所述觸橋處於有效連接，且可進入一第一與一第二狀態。
25.根據權利要求24所述的裝置，其特徵在於，設置有一輔助觸點(45)，其在所述控制磁體(42)被接通時閉合，或通過使所述輔助觸點閉合來接通所述控制磁體(42)，設置有一斷開觸點(41)，且其建構為在所述控制磁體(42)被接通時斷開，以及設置有一釋放構件(44)，其與所述開關觸點(41，45)串聯，如果所述輔助觸點(45)在斷開時仍保持閉合狀態，所述釋放構件就觸發一觸點擊開件(46)。
26.根據權利要求25所述的裝置，其特徵在於，所述開關觸點(41，45)實施為，接通所述開關設備時，所述輔助觸點(45)在所述斷開觸點(41)斷開之後閉合；斷開所述開關設備時，所述斷開觸點(41)在所述輔助觸點(45)斷開之後閉合。
27.根據權利要求24所述的裝置，其特徵在於，設置有一輔助觸點，其在所述控制磁體(42)被接通時斷開，或通過使所述輔助觸點斷開來接通所述控制磁體(42)，設置有一閉合觸點(41)，且其建構為在所述控制磁體(42)被接通時閉合，以及設置有一釋放構件，如果所述輔助觸點在斷開時仍保持斷開狀態，所述釋放構件就在分析構件對所述開關觸點的各斷開狀態進行分析後觸發一觸點擊開件(46)。
28.根據權利要求27所述的裝置，其特徵在於，所述開關觸點實施為，接通所述開關設備時，所述輔助觸點在所述閉合觸點閉合後斷開；斷開所述開關設備時，所述閉合觸點在所述輔助觸點閉合後斷開。
29.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，設置有一在進行一開關操作時檢測所述控制磁體(60)的磁路中的磁通變化的構件，其中，如果斷開所述控制磁體(60)時所述磁通變化超過一預定的比較值，就表示已超過所述斷開點。
30.根據權利要求29所述的裝置，其特徵在於，可藉助一感應線圈(62)測量所述磁通變化。
31.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，設置有一用於在一最短時間內保持對所述開關設備的一分析和控制裝置(91)的供電的電存儲元件(94)，從而以測量方式對一熔接主觸點(1)的存在進行識別，並在必要時對一觸點擊開件(80)和/或一閉鎖裝置進行控制或釋放。
32.根據權利要求31所述的裝置，其特徵在於，設置有構件(91)，在存在一開關指令的情況下，只有當所述電存儲元件(94)達到一最低充電狀態時，所述構件才對所述控制磁體(92)進行激勵來使其操縱至少一個主觸點(1)。
33.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於，設置有一釋放構件(85)，在所述控制磁體(72)處於接通狀態的情況下，所述釋放構件以有源方式保持受激勵狀態，從而避免一觸點擊開件(80)被觸發，以及斷開所述開關設備時，所述釋放構件(85)和所述控制磁體(72)被去激勵，其中，一銜鐵(77)或所述控制磁體(72)的一與所述銜鐵(77)處於機械有效連接的組件在此情況下阻止所述釋放構件(85)的觸發。
34.根據權利要求33所述的裝置，其特徵在於，設置有構件，接通所述開關設備時，所述構件在所述控制磁體(72)去激勵之前對所述釋放構件(85)去激勵；斷開所述開關設備時，所述構件在所述釋放構件(85)去激勵之前對所述控制磁體(72)去激勵。
35.根據權利要求33或34所述的裝置，其特徵在於，所述釋放構件(85)為一螺線管或插棒式磁體。
36.根據權利要求33至35中任一項權利要求所述的裝置，其特徵在於，所述觸點擊開件(80)具有一彈力存儲器。
37.根據權利要求20至36中任一項權利要求所述的裝置，其特徵在於，所述其他構件包括一分析裝置，所述分析裝置通過斷開一與所述主觸點串聯在所述電流路徑中的開關元件來中斷所述開關設備的進一步工作。
38.根據權利要求20至37中任一項權利要求所述的裝置，其特徵在於，所述其他構件包括一用於控制所述控制銜鐵的控制裝置，所述控制裝置通過切斷用於控制所述控制銜鐵的控制線來中斷所述開關設備的進一步工作。
39.一種開關設備，其通過實施根據權利要求1至19中任一項權利要求所述的方法來達到有效開關用電設備的目的，其中，所述開關設備為一接觸器、一斷路器或一緊湊型支路。
40.一種用於有效開關用電設備且具有一根據權利要求20至38中任一項權利要求所述的裝置的開關設備，其中，所述開關設備為一接觸器、一斷路器或一緊湊型支路。
41.根據權利要求39或40所述的開關設備，其特徵在於，所述開關設備為一藉助三個主觸點來通斷三個電流路徑且具有一控制磁體的三極開關設備。
全文摘要
本發明涉及一種用於使一開關設備穩定工作的方法和裝置，所述開關設備具有至少一個可閉合和斷開的主觸點和至少一個控制磁體，所述主觸點具有多個接觸件與一活動觸橋，所述控制磁體具有一活動銜鐵，其中，所述銜鐵在所述開關設備被接通和斷開時對所述觸橋發生作用，使得相應的主觸點閉合和斷開，其中，所述方法包括下列步驟a)對所述活動觸橋是否超過一斷開點進行識別；b)如果在經過一預定持續時間後所述斷開點未被超過，就中斷所述開關設備的進一步工作。
文檔編號H01H3/00GK101084561SQ200580043789
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月22日 優先權日2004年12月23日
發明者彼得·哈廷格, 諾伯特·米特爾邁耶, 路德維格·尼布勒, 弗裡茨·波爾, 諾伯特·齊默爾曼 申請人:西門子公司