開閉装置の機械的な性能を評価するための方法、および前記方法の実施のための開閉装置
【課題】操作機構の機械的損耗による開閉動作不全の発生を未然に防止する。
【解決手段】開閉装置の機械的な性能を評価するためのに、一対の接点１２，１４と、第１の接点１４の支持アーム１６の駆動機構２２とを備え、駆動機構２２が、回転極シャフト２０、および、駆動機構２２を支持アーム１６に連結する少なくとも１つのロッド６０と、前記支持アームを接点１２，１４に近づけるための移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムと、を備えた開閉装置において、接点１２，１４の閉鎖の間に極シャフト２０の回転角度を測定する工程と、測定から少なくとも２つの特定値を再構成する工程と、前記特定値を運転基準と比較し、比較状態に応じて駆動機構２２の機械的な磨耗性能を診断する工程とを含む方法。
【解決手段】開閉装置の機械的な性能を評価するためのに、一対の接点１２，１４と、第１の接点１４の支持アーム１６の駆動機構２２とを備え、駆動機構２２が、回転極シャフト２０、および、駆動機構２２を支持アーム１６に連結する少なくとも１つのロッド６０と、前記支持アームを接点１２，１４に近づけるための移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムと、を備えた開閉装置において、接点１２，１４の閉鎖の間に極シャフト２０の回転角度を測定する工程と、測定から少なくとも２つの特定値を再構成する工程と、前記特定値を運転基準と比較し、比較状態に応じて駆動機構２２の機械的な磨耗性能を診断する工程とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの極を備える開閉装置の機械的な性能を評価するための方法に関する。各極は、開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動可能な一対の主接点を備える。第１主接点の支持アームの駆動機構が、回転極シャフトと、駆動機構を支持アームに旋回可能に連結する少なくとも１つのロッドと、を備えている。前記機構は、主接点を閉鎖位置に配置するために前記アームの移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムを備えている。
【０００２】
本発明はまた、前記方法の実施のための開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
制御されるべき電気的な負荷における電力供給ラインには、従来、少なくとも１つの開閉装置が設けられており、開閉装置は、各フェーズのために、負荷をスイッチするために互いに対して移動可能な一対の接点を備えている。接点の作動は、様々な方法で実施され得る。特に、所定の大電力開閉装置（特に６００Ａ以上）において、接点の作動は、例えば安全目的のためにラインに行き来するものとして用いられる。このため、高い電気力学的な強度が要求される。また接点は、回転スピンドルに連結されたレバーシステムによって駆動される。回転スピンドルは、それ自体は、例えばＥＰ０２２２６４５、ＥＰ０７８９３８０またはＥＰ１３４７４７９に開示されているような２つの旋回ロッドを有するトグル機構によって作動される。
【０００４】
既知の開閉装置における機能不全の１つの理由は、上述のトグル作動機構に関係している。この作動機構はまた、ＯＣＯ（開放−閉鎖−開放）機構とも呼ばれるものであるが、弾性体で負荷をかけられた機械的なアクチュエータによって動かされる。この弾性体で負荷をかけられた機構は、“手榴弾”機構とも呼ばれるものであるが、回路遮断器の閉鎖を実施するように用いられる。この“手榴弾”機構は、ＯＣＯ機構のために必要なエネルギーを提供し、また、作業者が全体的な安全性の中で開閉装置の運転を実施することを可能にする。ＯＣＯ機構の使用は、実際に、不適切な閉鎖の場合の電気的なアークの存在に関連した被爆のリスクを制限する。回路遮断器は、一般に、“手榴弾”機構をリセットするためのモータを備えている。前記モータは、“手榴弾”機構の設定をする、ＯＣＯ機構の閉鎖フェーズが完了した後に作動される。
【０００５】
この“手榴弾”機構は、その使用の過程で、運転上の失敗を呈することがある。“手榴弾”機構におけるエネルギー性能の低下は、ＯＣＯ機構の不完全な閉鎖に起因しがちである。“手榴弾”機構の機能不全の理由は複数ある。それらは、特に、“手榴弾”機構の弾性体の剛性の喪失、回路遮断器における様々な移動部品の連鎖における機械的な摩擦の増加、または、回路遮断器のバー上の抵抗トルクの増加に関連している。
【０００６】
“手榴弾”機構の作動が、ＯＣＯ機構を運転するのに十分でない場合、開閉装置は、それでもやはり閉鎖位置に存在することができ、一方で、ラッチはされていない。ＯＣＯ機構のトグルは、実際は、“手榴弾”の作動によって開くが、その運転のデッドポイントを通過しない。回路遮断器は、その後、ラッチされていない間に閉鎖され、それを電流が通ることができる。後者の位置において、“手榴弾”機構は、ＯＣＯ機構を閉鎖位置に保持するよう機能し、一方、“正常運転”と呼ばれる運転において、ＯＣＯ機構は、自律的な態様で止め部（ｓｔｏｐ）上にラッチしなければならない。記載されている形態の特定の場合には、デッドポイントを通過するトグル機構は、ＯＣＯ機構を、閉鎖位置にある止め部にまでもたらす。開閉装置が、閉鎖され、かつラッチされていない状態にあり、そして、リセット用モータが作動される場合、回路遮断器は、スロー開放フェーズと呼ばれるフェーズにあり、フェーズは、全体的には妨げられている。実際、リセットの間、ＯＣＯ機構はもはや“手榴弾”機構によっては固定されていないので、前記ＯＣＯ機構は、自発的に開こうとする。その後、電気アークが生じ、そして、回路遮断器の“爆発”を引き起こすという、回路遮断器のリスクが現れる。
【発明の概要】
【０００７】
従って、本発明の目的は、開閉装置の、特に、ＯＣＯ作動機構の閉鎖を実施する弾性体で負荷をかけられた機構の機械的な性能を評価するための診断方法を提案して、従来技術の欠点を治癒することである。
【０００８】
本発明による方法は、接点の閉鎖期間の間に極シャフトの回転角度を測定することと、測定から少なくとも２つの特定値を再構成することと、を含んでいる。前記特定値は、その後、得られた特定値と運転基準の特定の値との間の比較状態に応じて駆動機構の機械的な磨耗性能を診断するため、開閉装置の特定の初期の運転基準と比較される。
【０００９】
本発明の好ましい形態によれば、方法は、回転角度の変化のカーブ上の第１の変曲点に到達するのに必要な第１の時間に等しい第１の特定値を決定することを含んでいる。前記変曲点は、極シャフトが最大回転速度に到達する瞬間に対応している。変化のカーブ上の所定の点に到達するのに必要な第２の時間に等しい第２の特定値が決定される。この第２の点は、一対の接点が閉鎖位置にあるときに到達される、理論的な最終回転角度に対応している。第１の時間と第２の時間との間の経過時間が、計算された経過時間と理論的な値との間の差異に応じて駆動機構のエネルギー貯蔵システムの余分なエネルギーレベルを診断するために計算される。
【００１０】
本発明の特定の形態によれば、方法は、変化カーブ上の第１の局所的な最大値に到達するための時間に対応する、回転角度の変化のカーブ上の第３の特定値を決定することを含んでいる。前記第１の局所的な最大は、閉鎖の過程において極シャフトによって到達される最大回転角度に対応している。回転角度の変化のカーブ上の第４の特定値が決定される。第４の特定値は、一対の接点が閉鎖位置にあるときに到達される、最終回転角度に対応している。最大回転角度と最終回転角度との間の角度的な差異が、前記角度的な差異に応じて極シャフトの駆動機構のトグルデバイスのラッチ状態を診断するために計算される。
【００１１】
上述の方法を実施するための開閉装置は、開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動することができる一対の可動接点を備えている。第１接点の支持アームの駆動機構が、回転する極シャフトおよび少なくとも１つのロッドを備えており、回転する極シャフトおよび少なくとも１つのロッドが、駆動機構を旋回によって支持アームに連結する。エネルギー貯蔵システムが、主接点を閉鎖位置に配置するための前記アームの運動を引き起こすために設けられている。開閉装置は、複数の同一の極と、全ての極に共通の極シャフトと、を備えており、極シャフトは、駆動機構の回転スピンドルになっている。
【００１２】
好ましくは、支持アームは、第１接点を支持する第１部分と、第２部分と、を備えており、２つの部分は、互いに対して摺動し、これによって、一対の接点の閉鎖位置において、第２部分が、第１隣接位置と、第１部分が第２部分の中に沈む第２行程終了位置と、をとることができる。
【００１３】
開閉装置の発展形態によれば、極シャフトの駆動機構は、フレキシブルデバイスを含むエネルギー貯蔵システムを有するリセットデバイスを備えており、フレキシブルデバイスは、可動接点を閉鎖位置へ移動させるための少なくとも１つの閉鎖弾性体を備えている。閉鎖弾性体に負荷をかけることは、手動レバーまたはサーボモータによって回転駆動されるリセットカムによって実施される。
【００１４】
好ましくは、極シャフトの駆動機構は、可動接点の支持アームを移動させるために、トリップラッチおよび開放弾性体に組み合わされたトグルデバイスを備えており、当該デバイスは、２つのロッドを備えている。
【００１５】
開閉装置は、極シャフトの回転角度を決定する手段を備えており、前記手段は、回転センサを備えており、回転センサの一構成要素が、極シャフト上に配置されている。
【００１６】
特定の形態によれば、回転センサは、回転軸上に配置された磁気手段、および、開閉装置のケースに取り付けられた検出手段を備えており、磁気手段および検出手段は、非接触で通信する。
【００１７】
特定の形態によれば、回転センサは、回転軸上に配置された歯車（cog-wheel）、および、開閉装置のケースに取り付けられた検出手段を備えており、歯車および検出手段は、非接触で通信する。
【００１８】
その他の利点および特徴は、図示の、非限定的な例示的な目的のみのために示される、本発明の特定の形態に関する以下の説明および付随する図からより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による方法を実施するための開閉装置を示す図。
【図２】図２は、図１による開閉装置の作動機構の詳細を示す斜視図。
【図３】図３は、図１による開閉装置の作動機構の詳細を示すその他の斜視図。
【図４】図４は、図１による開閉装置の回転センサを詳細に示す斜視図。
【図５Ａ】図５Ａは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｂ】図５Ｂは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｃ】図５Ｃは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｄ】図５Ｄは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｅ】図５Ｅは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図６】図６は、本発明の特定の形態において用いられるセンサを示す図。
【図７】図７は、閉鎖の過程における作動機構の接点支持極シャフトの回転角度の変化のカーブを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、６００Ａを超える高電流のための、従来の方式による開閉装置１０は、それぞれの極のための一対の電気的な接点１２，１４を備えている。電気的接点の各々は、好ましくは、適切な材料、例えば銀合金から構成されたパッドに組み合わされている。１つの接点１４は、開放位置と閉鎖位置との間で旋回することができるアーム１６に取り付けられている。開放位置においては、アーム１６が、静止している接点１２から離れている。閉鎖位置においては、接点１２，１４の間の機械的および電気的な接触が確立されている。極はまた、アーク消散チャンバー１８と、結合ストリップに結合するよう設計された一対のメインターミナル（図示せず）と、を備えている。高範囲に対応するため、開閉装置１０は、平行する複数の平面内に配置された複数の極を備えている。複数の平面は、複数の極に共通の極シャフト２０に対して直交している。極の閉鎖または開放の命令は、レバーを有する駆動機構２２によって極シャフト２０から各可動接点１４に伝達される（図２）。
【００２１】
極シャフト２０は、開閉装置１０のケース上で回転するように取り付けられており、また、適切な手段によって作動される。特に、中間の極シャフト２０および高い電気力学的な強度を有する、開放型の開閉装置１０において、駆動機構２２は、互いに対して旋回する２つのロッド２４，２６を有するトグルタイプのものからなっている。複数のロッドのうちの１つのロッド２４は、固定スピンドル上で旋回するように取り付けられたトリップラッチ２８に、回転可能に連結されている。他方のロッド２６は、極シャフト２０のクランク３０に機械的に連結されており、ロッド２６はまた、複数の一連の極に共通のものとなっており、さらに、電気的接点の駆動機構２２のレバーの１つを形成している。
【００２２】
開放スプリング３２が、クランク３０と固定ピンとの間に固定されており、また、クランク３０をその開放位置に付勢している。固定スピンドルの周りで旋回するレバーによって形成された開放ラチェット３４が、半月状の開放ラッチ３６によって制御されている。開放ラチェット３４は、弾性体によってトリップラッチ２８に向かって付勢されており、半月３６から遠ざけられている。ローラーが、トリップラッチ２８のＶ字状の凹部と協働するよう、開放ラチェット３４の端部の間で開放ラチェット３４の上に配置されており、トリップラッチ２８は、トリップラッチ２８上のトグル機構２４，２６の連結軸とクランク３０上のトグル機構の連結軸との間の距離を短くするよう働く弾性体（図示せず）によって付勢されている。
【００２３】
好ましい形態において、開閉装置１０は、リセットされることができる。すなわち、開閉装置１０は、閉鎖機能、例えば、ＥＰ０２２２６４５に記載されているような“手榴弾”機構などを補助するため、エネルギー貯蔵手段を有している。特に、駆動レバー４０は、固定スピンドル４２の周りで旋回するよう取り付けられており、また、少なくとも１つの閉鎖スプリング４４を備えるフレキシブルなエネルギー貯蔵デバイスが、固定ポイントおよび駆動レバー４０のフィンガーで旋回するよう取り付けられている。駆動レバー４０は、シャフト５０に取り付けられたローディングカム４８と協働するよう設計されたローラー５２を支持する。ローラー５２は、固定スピンドルの周りを旋回する閉鎖ラチェット５４と協働するよう設計されている。ラチェット５４をラッチするよう設計された閉鎖ラッチ５６が、弾性体によってその閉鎖位置へしなやかに付勢されており、ラチェット５４自体は、弾性体によってそのラッチ位置へ付勢されている。
【００２４】
極シャフト２０は、これらの複数の要素によって作動されており、そして、可動接点１４を駆動する。この目的のため、そのクランク３０が、各極に対して結合ロッド６０を有しており、ロッド６０は、極を、可動接点１４の支持アーム１６に結合する。支持アーム１６は、互いに対して摺動する２つの部分を有している。極ケージが、ロッド６０によって、旋回可能に取り付けられたものに対して直接的に動かされる。接点パッド１４を支持するアーム１６の部分６４が、好ましくはスピンドル６６の周りで連結式に、極ケージ６２の内側で摺動する。スプリング６７を形成する手段、例えば１つまたは２つ以上の接触式圧力弾性体であって、支持具６４と極ケージ６２との間に配置されたものが、パッド１４を、ケージに対して突き出た位置へ駆り立てる。この構成が、隣接部に対する接点パッド１４の余分な行程を閉鎖することを可能にし、これによって、接点１２，１４の間で電流が流れる位置において、極ケージ６２がその移動を、接点パッド１２，１４への圧力を強めることなく継続することができる。アーム１６は、従って、ケージ６２を介して、閉鎖位置と開放位置との間で第１のスピンドル６８の周りに旋回可能に取り付けられており、そして、可動接点１４の支持具６４が、極ケージ６２の第２のスピンドル６６に連結されている。
【００２５】
接点１２，１４の閉鎖が生じるとき、第１の段階において、極シャフト２０が回転するようにされ、そしてトグル機構が、接点アーム１６を直接的に駆動する。閉鎖の際、２つの接点パッド１２，１４が接触する。シャフト２０は、その後、その行程を継続することができ、アーム１６の極ケージ６２の移動が、隣接する位置を超えて継続し、可動接点１４が、極ケージ６２の中に落ち込む。
【００２６】
さらに、図示されている形態において、オフセットされた極シャフト２０に結合されているトグルシステム２４，２６が、移動のペースを落とすことを可能にする。極の閉鎖の後、回転による極シャフト２０の行程が、大きな角度θ２にわたって継続する。特に、装置の設計によって固定され決定される、極シャフト２０の合計行程θfinalは、約５０〜５５°になっている。シャフト２０の回転中、可動接点１４は、既にその行程の３／４に及んでおり、また、接点の開口は１０ｍｍのみとなっている。したがって、接点１２，１４の隣接が生じ、そして行程θ１の後、シャフト２０は好ましくは、実施するその回転の約３０％をまだ有している。
【００２７】
本発明によれば、センサ７０が、極シャフト２０の移動の始まりと、前記シャフト２０の行程の終わりとの間で、極シャフト２０の回転を測定する。極シャフト２０の行程の終わりは、電気的接点の閉鎖位置に対応している。センサ７０はまた、可動接点および静止接点１２，１４の間の隣接が生じる瞬間、すなわちデバイス１０における電流が始まる瞬間と、閉鎖位置におけるシャフト２０の行程の終わりとの間、極シャフト２０の回転θを測定する。
【００２８】
本発明による開閉装置の機械的な性能を評価するための方法は、以下の一連の工程を備えている。
【００２９】
第１の工程は、駆動機構２２による可動主接点１２，１４の閉鎖の間、極２０の軸の回転角度θを測定することを含んでいる。
【００３０】
第２の工程は、先の工程においてなされた測定から、少なくとも２つの特定値を再構成することを含んでいる。
【００３１】
本発明の好ましい形態によれば、方法は、回転角度θの変化のカーブＳθ上の第１の変曲点Ａに到達するのに必要な第１の時間Ｔ０に等しい第１の特定値を決定することを含んでいる（図７）。前記変曲点は、極シャフト２０が最大回転速度に到達する瞬間に対応している。図７に表されているように、極シャフト２０は、角度θ０を通る回転を実施する。図５Ｃに表されているように、第１の変曲点Ａはまた、電気的な接点１２，１４が接触する瞬間に対応している。
【００３２】
電気的な接点１２，１４が接触する瞬間における角度の値の変化が、開閉装置の摩耗に関する目安を与える。装置における、負荷無しおよび負荷有りの運転が、それらが静止接点か可動接点かに依らず、実際に接点パッドの摩耗を引き起こす。それによって生じる材料の除去および衝突が、極の接点が接触することを遅らせ、そして、第１の時間Ｔ０の値の増加を生じさせ得る。
【００３３】
方法は、回転角度θの変化のカーブＳθ上の第２の変曲点Ｂに到達するのに必要な第２の時間Ｔ１に等しい第２の特定値を決定することを含んでいる。前記第２の変曲点は、一対の可動主接点１２，１４が閉鎖位置にあるときに到達する理論上の最終的な回転角度θfinalに対応している。この最終回転角度の理論的な基準値は、好ましくは、開閉デバイスに関連した製品特性となっている。この特性は、製造者によって提供される。この基準値はまた、装置が新しい場合に実施される以下の一連の測定によって見積もられてもよい。基準値は、本発明による方法によって後に使用され得るよう、記録される。
【００３４】
方法の第３の工程は、前記特定値を、開閉デバイスの特定の当初の運転基準から抽出された理論的な値と比較することを含んでいる。好ましい形態によれば、方法は、第１の時間Ｔ０と第２の時間Ｔ１との間の経過時間ΔＴを計算することを含んでいる。第１の時間Ｔ０と第２の時間Ｔ１との間の、この経過時間は、その後、摩耗されていない開閉装置の運転を代表する基準値と比較される。
【００３５】
この基準値は、極の数、手榴弾の弾性体といった、開閉装置の“機械的な”構成に応じて確立され、そして、用いられる情報処理モジュールに記録され、開閉装置の構成に応じて比較される。この基準値は、好ましくは、開閉デバイスに関連した製品特性となっている。この特性は、製造者によって提供される。この基準値はまた、装置が新しい場合に実施される以下の一連の測定によって見積もられてもよい。基準値は、本発明による方法によって後に使用され得るよう、記録される。
【００３６】
保護装置の機械的な性能を評価するための方法の最後の工程は、決定された特定値と、運転基準によって提供された基準値との比較状態に応じて、駆動機構２２の摩耗の所定の機械的な性能を診断することを含んでいる。好ましい形態によれば、本発明による方法は、駆動機構２２のエネルギー貯蔵システムの余分なエネルギーレベルを、理論的な基準値に対する、計算された経過時間の差に応じて診断することを含んでいる。
【００３７】
言い換えれば、本発明による方法の最後の工程は、閉鎖を実施するために手榴弾において利用可能なエネルギーの蓄えの情報、余分なエネルギーを提供する。抵抗力が増加する場合、このエネルギーの蓄えが減少し、そして、電気的な接点１２，１４が接触するとき（変曲点Ａ）からの、極シャフト２０の角度的な行程が、ますます減速される。基準値に対する、計算された経過時間の値の差ΔＴはまた、開閉デバイスの使用の過程における開閉デバイスの摩耗とともに増加する傾向にある。
【００３８】
本発明の特定の形態によれば、評価するための方法は、変化カーブＳθ上の第１の局所的な最大値Ｃに到達するための時間Ｔmaxに対応する、回転角度θの変化のカーブＳθ上の第３の特定値Ｃを決定することを含んでいる。図５Ｄに表されているように、前記第１の局所的な最大値Ｃは、閉鎖の過程において極シャフト２０によって到達される最大回転角度θmaxiに対応している。
【００３９】
この工程は、駆動機構２２のトグルデバイス２６，２４の上部のデッドポイントの通過に対応している。この工程の後、駆動レバー４０はもはや、駆動機構２２を押し込まず、トリップラッチ２８に働きかけるために、戻り力によってトグルデバイス２６，２４に当接する極スプリング６７を押し込む。回転角度の最大値θmaxiの変化が、駆動機構２２の摩耗の目安を与える。
【００４０】
この特定の形態によれば、方法は、変化のカーブＳθ上の第４の特定値（点Ｄ）を決定することを含んでいる。この第４の特定値（点Ｄ）は、一対の可動主接点１２，１４が閉鎖位置にあるときに到達される、最終的に測定される回転角度θfinalに対応している。
【００４１】
以下の工程において、最大回転角度θmaxiと、最終的に測定される回転角度θfinalとの間の角度的な差異Δθが計算される。この角度的な差異の決定が、駆動機構２２のトグルデバイス２６，２４のラッチ状態が診断されることを可能にする。実際、計算された角度的な差異Δθが閾値よりも高い場合、言い換えれば、最大回転角度θmaxiが、最終的に測定される回転角度θfinalよりも大きい場合、トグルデバイス２６，２４が、それらが正確に上部のデッドポイントを通過した後にラッチされる（図５Ｄ）。計算された角度的な差異Δθが、前記ラッチの閾値よりも大きい場合、開閉装置は、ラッチされた閉鎖状態にある。ラッチの閾値は、製造者によって提供される特性に対応している。ラッチの閾値に対応するこの特性はまた、装置が新しい場合に実施される以下の一連の測定から見積もられ得る。特性は、本発明による方法においてその後に使用され得るよう、記録される。
【００４２】
電気的な接点１２，１４が接触する時間（第１の変曲点Ａ）から、駆動機構２２の移動が、極ケージ６２と可動接点１４の支持具６４との間に備えられた接点スプリング６７の圧縮を引き起こす。この圧縮は、接点の押し下げによって表現されるが、閉鎖位置において電気的な接点１２，１４に及ぼされる圧力を調整する。この圧力はまた、開閉装置の電気力学的な強度を画定する。
【００４３】
第１の形態によれば、センサ７０は好ましくは、電流の遮断が生じるときに破片によって汚染されやすい領域の外側で極シャフト２０上に配置されており、そして、高温ガスの起こりうる投射から離れている。高い電気力学的な強度を有する開閉装置１０は、最大３０年の寿命を有しており、有利には、センサ７０は、センサ７０の内部における摩耗または摩擦による歪みを制限するため、非接触タイプのものとなっている。
【００４４】
図３および図４に表されているように、回転センサ７０は、歯車１１２、または、極シャフト２０上に配置された歯車の一部分を備えている。表されていないその他の形態において、歯車は、一連の磁気的な極によって形成されている。誘導タイプの敏感なエレメント、ホール効果セル、または磁気抵抗セルを実行する、マイクロ電子デバイスなどの検出手段１１４が、開閉装置１０のケースに取り付けられており、歯車または磁気的な極に面している。歯車１１２および検出手段１１４は、非接触で通信する。検出手段１１４は、好ましくは、歯車の歯の通過または磁気的な極の通過によって生成されるアナログ信号の数値処理手段を含んでおり、４分の１の周期によって差し引かれた２つの二乗の信号の形式で、数値的な転写を与えることができる。形態の所定のタイプにおいて、検出手段は、アナログ信号の補間関数を積分することができる。
【００４５】
表されていない第２の特定の形態によれば、小さな体積からなるセンサ７０が、好ましくは、バー２０の端部に、例えば開閉装置１０のケースに近接する端部に配置されている。摺動による接触のない磁気的なタイプのセンサ、特に磁気的なアレイのタイプの回転センサは、急速に磨耗しがちな部分が無いので、特に適している。図６に示されているように、このタイプのセンサ７０は、磁気手段７２、特に、その回転が決定されるべきエレメントに固定され得る磁石を備えており、特に、磁石７２は、接着またはその他の機械的な手段によってその端部で極のバー２０に直接的に連結され得る。センサ７０は、さらに検出手段７４を、特に、約４ｍｍの側面を有する印刷回路カードタイプの検出器を備えている。検出手段７４は、磁気手段７２に面して配置されており、例えば、開閉装置１０のケースに連結されており、特に、適切なハウジング内に取り付けられている。検出器７４は、従来の方法で、情報を処理するとともに結果を示すための手段、例えば既に開閉装置１０に設けられている電子モジュールに結合されており、電子モジュールに新たな機能が追加される。有利には、センサ７０は、ＥＰ１８３０１６２またはＥＰ１９２１４２３に記載されているように、約０．２〜０．５°の角度分解能を有している。
【００４６】
方法の特定の形態によれば、接点の押し下げの見積もりが、最終的な角度θfinalと、接点が時間Ｔ０で当接する瞬間の回転シャフトの回転角度との間の差異によってなされる。
【００４７】
本発明が、激しい全体的な行程における小さな変化のために開放機構が極のバー２０の角度的な位置の大きな変化をほのめかすという、高い電気力学的な強度を有する開閉装置１０の接点１２，１４を参照して説明されたが、これに限られることはない。その他のタイプの開閉装置、接触器および／または回路遮断器が主題となってもよい。二重結合ロッドおよびトグルの減速が、接点が摩耗されているか否かに、接点の行程に、および、検出デバイス７０の正確さに依存して角度的な差異を増幅する場合、本発明によるデバイスを、回転部分を備えるその他の作動機構に適用することが可能である。
【００４８】
表されていない本発明のその他の形態において、センサは、極シャフト２０の移動の始まりと、前記シャフト２０の行程の終わりとの間における極ケージ６２の回転を測定する。極シャフト２０の行程の終わりは、電気的な接点の閉鎖位置に対応している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの極を備える開閉装置の機械的な性能を評価するための方法に関する。各極は、開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動可能な一対の主接点を備える。第１主接点の支持アームの駆動機構が、回転極シャフトと、駆動機構を支持アームに旋回可能に連結する少なくとも１つのロッドと、を備えている。前記機構は、主接点を閉鎖位置に配置するために前記アームの移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムを備えている。
【０００２】
本発明はまた、前記方法の実施のための開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
制御されるべき電気的な負荷における電力供給ラインには、従来、少なくとも１つの開閉装置が設けられており、開閉装置は、各フェーズのために、負荷をスイッチするために互いに対して移動可能な一対の接点を備えている。接点の作動は、様々な方法で実施され得る。特に、所定の大電力開閉装置（特に６００Ａ以上）において、接点の作動は、例えば安全目的のためにラインに行き来するものとして用いられる。このため、高い電気力学的な強度が要求される。また接点は、回転スピンドルに連結されたレバーシステムによって駆動される。回転スピンドルは、それ自体は、例えばＥＰ０２２２６４５、ＥＰ０７８９３８０またはＥＰ１３４７４７９に開示されているような２つの旋回ロッドを有するトグル機構によって作動される。
【０００４】
既知の開閉装置における機能不全の１つの理由は、上述のトグル作動機構に関係している。この作動機構はまた、ＯＣＯ（開放−閉鎖−開放）機構とも呼ばれるものであるが、弾性体で負荷をかけられた機械的なアクチュエータによって動かされる。この弾性体で負荷をかけられた機構は、“手榴弾”機構とも呼ばれるものであるが、回路遮断器の閉鎖を実施するように用いられる。この“手榴弾”機構は、ＯＣＯ機構のために必要なエネルギーを提供し、また、作業者が全体的な安全性の中で開閉装置の運転を実施することを可能にする。ＯＣＯ機構の使用は、実際に、不適切な閉鎖の場合の電気的なアークの存在に関連した被爆のリスクを制限する。回路遮断器は、一般に、“手榴弾”機構をリセットするためのモータを備えている。前記モータは、“手榴弾”機構の設定をする、ＯＣＯ機構の閉鎖フェーズが完了した後に作動される。
【０００５】
この“手榴弾”機構は、その使用の過程で、運転上の失敗を呈することがある。“手榴弾”機構におけるエネルギー性能の低下は、ＯＣＯ機構の不完全な閉鎖に起因しがちである。“手榴弾”機構の機能不全の理由は複数ある。それらは、特に、“手榴弾”機構の弾性体の剛性の喪失、回路遮断器における様々な移動部品の連鎖における機械的な摩擦の増加、または、回路遮断器のバー上の抵抗トルクの増加に関連している。
【０００６】
“手榴弾”機構の作動が、ＯＣＯ機構を運転するのに十分でない場合、開閉装置は、それでもやはり閉鎖位置に存在することができ、一方で、ラッチはされていない。ＯＣＯ機構のトグルは、実際は、“手榴弾”の作動によって開くが、その運転のデッドポイントを通過しない。回路遮断器は、その後、ラッチされていない間に閉鎖され、それを電流が通ることができる。後者の位置において、“手榴弾”機構は、ＯＣＯ機構を閉鎖位置に保持するよう機能し、一方、“正常運転”と呼ばれる運転において、ＯＣＯ機構は、自律的な態様で止め部（ｓｔｏｐ）上にラッチしなければならない。記載されている形態の特定の場合には、デッドポイントを通過するトグル機構は、ＯＣＯ機構を、閉鎖位置にある止め部にまでもたらす。開閉装置が、閉鎖され、かつラッチされていない状態にあり、そして、リセット用モータが作動される場合、回路遮断器は、スロー開放フェーズと呼ばれるフェーズにあり、フェーズは、全体的には妨げられている。実際、リセットの間、ＯＣＯ機構はもはや“手榴弾”機構によっては固定されていないので、前記ＯＣＯ機構は、自発的に開こうとする。その後、電気アークが生じ、そして、回路遮断器の“爆発”を引き起こすという、回路遮断器のリスクが現れる。
【発明の概要】
【０００７】
従って、本発明の目的は、開閉装置の、特に、ＯＣＯ作動機構の閉鎖を実施する弾性体で負荷をかけられた機構の機械的な性能を評価するための診断方法を提案して、従来技術の欠点を治癒することである。
【０００８】
本発明による方法は、接点の閉鎖期間の間に極シャフトの回転角度を測定することと、測定から少なくとも２つの特定値を再構成することと、を含んでいる。前記特定値は、その後、得られた特定値と運転基準の特定の値との間の比較状態に応じて駆動機構の機械的な磨耗性能を診断するため、開閉装置の特定の初期の運転基準と比較される。
【０００９】
本発明の好ましい形態によれば、方法は、回転角度の変化のカーブ上の第１の変曲点に到達するのに必要な第１の時間に等しい第１の特定値を決定することを含んでいる。前記変曲点は、極シャフトが最大回転速度に到達する瞬間に対応している。変化のカーブ上の所定の点に到達するのに必要な第２の時間に等しい第２の特定値が決定される。この第２の点は、一対の接点が閉鎖位置にあるときに到達される、理論的な最終回転角度に対応している。第１の時間と第２の時間との間の経過時間が、計算された経過時間と理論的な値との間の差異に応じて駆動機構のエネルギー貯蔵システムの余分なエネルギーレベルを診断するために計算される。
【００１０】
本発明の特定の形態によれば、方法は、変化カーブ上の第１の局所的な最大値に到達するための時間に対応する、回転角度の変化のカーブ上の第３の特定値を決定することを含んでいる。前記第１の局所的な最大は、閉鎖の過程において極シャフトによって到達される最大回転角度に対応している。回転角度の変化のカーブ上の第４の特定値が決定される。第４の特定値は、一対の接点が閉鎖位置にあるときに到達される、最終回転角度に対応している。最大回転角度と最終回転角度との間の角度的な差異が、前記角度的な差異に応じて極シャフトの駆動機構のトグルデバイスのラッチ状態を診断するために計算される。
【００１１】
上述の方法を実施するための開閉装置は、開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動することができる一対の可動接点を備えている。第１接点の支持アームの駆動機構が、回転する極シャフトおよび少なくとも１つのロッドを備えており、回転する極シャフトおよび少なくとも１つのロッドが、駆動機構を旋回によって支持アームに連結する。エネルギー貯蔵システムが、主接点を閉鎖位置に配置するための前記アームの運動を引き起こすために設けられている。開閉装置は、複数の同一の極と、全ての極に共通の極シャフトと、を備えており、極シャフトは、駆動機構の回転スピンドルになっている。
【００１２】
好ましくは、支持アームは、第１接点を支持する第１部分と、第２部分と、を備えており、２つの部分は、互いに対して摺動し、これによって、一対の接点の閉鎖位置において、第２部分が、第１隣接位置と、第１部分が第２部分の中に沈む第２行程終了位置と、をとることができる。
【００１３】
開閉装置の発展形態によれば、極シャフトの駆動機構は、フレキシブルデバイスを含むエネルギー貯蔵システムを有するリセットデバイスを備えており、フレキシブルデバイスは、可動接点を閉鎖位置へ移動させるための少なくとも１つの閉鎖弾性体を備えている。閉鎖弾性体に負荷をかけることは、手動レバーまたはサーボモータによって回転駆動されるリセットカムによって実施される。
【００１４】
好ましくは、極シャフトの駆動機構は、可動接点の支持アームを移動させるために、トリップラッチおよび開放弾性体に組み合わされたトグルデバイスを備えており、当該デバイスは、２つのロッドを備えている。
【００１５】
開閉装置は、極シャフトの回転角度を決定する手段を備えており、前記手段は、回転センサを備えており、回転センサの一構成要素が、極シャフト上に配置されている。
【００１６】
特定の形態によれば、回転センサは、回転軸上に配置された磁気手段、および、開閉装置のケースに取り付けられた検出手段を備えており、磁気手段および検出手段は、非接触で通信する。
【００１７】
特定の形態によれば、回転センサは、回転軸上に配置された歯車（cog-wheel）、および、開閉装置のケースに取り付けられた検出手段を備えており、歯車および検出手段は、非接触で通信する。
【００１８】
その他の利点および特徴は、図示の、非限定的な例示的な目的のみのために示される、本発明の特定の形態に関する以下の説明および付随する図からより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による方法を実施するための開閉装置を示す図。
【図２】図２は、図１による開閉装置の作動機構の詳細を示す斜視図。
【図３】図３は、図１による開閉装置の作動機構の詳細を示すその他の斜視図。
【図４】図４は、図１による開閉装置の回転センサを詳細に示す斜視図。
【図５Ａ】図５Ａは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｂ】図５Ｂは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｃ】図５Ｃは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｄ】図５Ｄは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図５Ｅ】図５Ｅは、閉鎖工程の過程における、図２による作動機構を示す図。
【図６】図６は、本発明の特定の形態において用いられるセンサを示す図。
【図７】図７は、閉鎖の過程における作動機構の接点支持極シャフトの回転角度の変化のカーブを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、６００Ａを超える高電流のための、従来の方式による開閉装置１０は、それぞれの極のための一対の電気的な接点１２，１４を備えている。電気的接点の各々は、好ましくは、適切な材料、例えば銀合金から構成されたパッドに組み合わされている。１つの接点１４は、開放位置と閉鎖位置との間で旋回することができるアーム１６に取り付けられている。開放位置においては、アーム１６が、静止している接点１２から離れている。閉鎖位置においては、接点１２，１４の間の機械的および電気的な接触が確立されている。極はまた、アーク消散チャンバー１８と、結合ストリップに結合するよう設計された一対のメインターミナル（図示せず）と、を備えている。高範囲に対応するため、開閉装置１０は、平行する複数の平面内に配置された複数の極を備えている。複数の平面は、複数の極に共通の極シャフト２０に対して直交している。極の閉鎖または開放の命令は、レバーを有する駆動機構２２によって極シャフト２０から各可動接点１４に伝達される（図２）。
【００２１】
極シャフト２０は、開閉装置１０のケース上で回転するように取り付けられており、また、適切な手段によって作動される。特に、中間の極シャフト２０および高い電気力学的な強度を有する、開放型の開閉装置１０において、駆動機構２２は、互いに対して旋回する２つのロッド２４，２６を有するトグルタイプのものからなっている。複数のロッドのうちの１つのロッド２４は、固定スピンドル上で旋回するように取り付けられたトリップラッチ２８に、回転可能に連結されている。他方のロッド２６は、極シャフト２０のクランク３０に機械的に連結されており、ロッド２６はまた、複数の一連の極に共通のものとなっており、さらに、電気的接点の駆動機構２２のレバーの１つを形成している。
【００２２】
開放スプリング３２が、クランク３０と固定ピンとの間に固定されており、また、クランク３０をその開放位置に付勢している。固定スピンドルの周りで旋回するレバーによって形成された開放ラチェット３４が、半月状の開放ラッチ３６によって制御されている。開放ラチェット３４は、弾性体によってトリップラッチ２８に向かって付勢されており、半月３６から遠ざけられている。ローラーが、トリップラッチ２８のＶ字状の凹部と協働するよう、開放ラチェット３４の端部の間で開放ラチェット３４の上に配置されており、トリップラッチ２８は、トリップラッチ２８上のトグル機構２４，２６の連結軸とクランク３０上のトグル機構の連結軸との間の距離を短くするよう働く弾性体（図示せず）によって付勢されている。
【００２３】
好ましい形態において、開閉装置１０は、リセットされることができる。すなわち、開閉装置１０は、閉鎖機能、例えば、ＥＰ０２２２６４５に記載されているような“手榴弾”機構などを補助するため、エネルギー貯蔵手段を有している。特に、駆動レバー４０は、固定スピンドル４２の周りで旋回するよう取り付けられており、また、少なくとも１つの閉鎖スプリング４４を備えるフレキシブルなエネルギー貯蔵デバイスが、固定ポイントおよび駆動レバー４０のフィンガーで旋回するよう取り付けられている。駆動レバー４０は、シャフト５０に取り付けられたローディングカム４８と協働するよう設計されたローラー５２を支持する。ローラー５２は、固定スピンドルの周りを旋回する閉鎖ラチェット５４と協働するよう設計されている。ラチェット５４をラッチするよう設計された閉鎖ラッチ５６が、弾性体によってその閉鎖位置へしなやかに付勢されており、ラチェット５４自体は、弾性体によってそのラッチ位置へ付勢されている。
【００２４】
極シャフト２０は、これらの複数の要素によって作動されており、そして、可動接点１４を駆動する。この目的のため、そのクランク３０が、各極に対して結合ロッド６０を有しており、ロッド６０は、極を、可動接点１４の支持アーム１６に結合する。支持アーム１６は、互いに対して摺動する２つの部分を有している。極ケージが、ロッド６０によって、旋回可能に取り付けられたものに対して直接的に動かされる。接点パッド１４を支持するアーム１６の部分６４が、好ましくはスピンドル６６の周りで連結式に、極ケージ６２の内側で摺動する。スプリング６７を形成する手段、例えば１つまたは２つ以上の接触式圧力弾性体であって、支持具６４と極ケージ６２との間に配置されたものが、パッド１４を、ケージに対して突き出た位置へ駆り立てる。この構成が、隣接部に対する接点パッド１４の余分な行程を閉鎖することを可能にし、これによって、接点１２，１４の間で電流が流れる位置において、極ケージ６２がその移動を、接点パッド１２，１４への圧力を強めることなく継続することができる。アーム１６は、従って、ケージ６２を介して、閉鎖位置と開放位置との間で第１のスピンドル６８の周りに旋回可能に取り付けられており、そして、可動接点１４の支持具６４が、極ケージ６２の第２のスピンドル６６に連結されている。
【００２５】
接点１２，１４の閉鎖が生じるとき、第１の段階において、極シャフト２０が回転するようにされ、そしてトグル機構が、接点アーム１６を直接的に駆動する。閉鎖の際、２つの接点パッド１２，１４が接触する。シャフト２０は、その後、その行程を継続することができ、アーム１６の極ケージ６２の移動が、隣接する位置を超えて継続し、可動接点１４が、極ケージ６２の中に落ち込む。
【００２６】
さらに、図示されている形態において、オフセットされた極シャフト２０に結合されているトグルシステム２４，２６が、移動のペースを落とすことを可能にする。極の閉鎖の後、回転による極シャフト２０の行程が、大きな角度θ２にわたって継続する。特に、装置の設計によって固定され決定される、極シャフト２０の合計行程θfinalは、約５０〜５５°になっている。シャフト２０の回転中、可動接点１４は、既にその行程の３／４に及んでおり、また、接点の開口は１０ｍｍのみとなっている。したがって、接点１２，１４の隣接が生じ、そして行程θ１の後、シャフト２０は好ましくは、実施するその回転の約３０％をまだ有している。
【００２７】
本発明によれば、センサ７０が、極シャフト２０の移動の始まりと、前記シャフト２０の行程の終わりとの間で、極シャフト２０の回転を測定する。極シャフト２０の行程の終わりは、電気的接点の閉鎖位置に対応している。センサ７０はまた、可動接点および静止接点１２，１４の間の隣接が生じる瞬間、すなわちデバイス１０における電流が始まる瞬間と、閉鎖位置におけるシャフト２０の行程の終わりとの間、極シャフト２０の回転θを測定する。
【００２８】
本発明による開閉装置の機械的な性能を評価するための方法は、以下の一連の工程を備えている。
【００２９】
第１の工程は、駆動機構２２による可動主接点１２，１４の閉鎖の間、極２０の軸の回転角度θを測定することを含んでいる。
【００３０】
第２の工程は、先の工程においてなされた測定から、少なくとも２つの特定値を再構成することを含んでいる。
【００３１】
本発明の好ましい形態によれば、方法は、回転角度θの変化のカーブＳθ上の第１の変曲点Ａに到達するのに必要な第１の時間Ｔ０に等しい第１の特定値を決定することを含んでいる（図７）。前記変曲点は、極シャフト２０が最大回転速度に到達する瞬間に対応している。図７に表されているように、極シャフト２０は、角度θ０を通る回転を実施する。図５Ｃに表されているように、第１の変曲点Ａはまた、電気的な接点１２，１４が接触する瞬間に対応している。
【００３２】
電気的な接点１２，１４が接触する瞬間における角度の値の変化が、開閉装置の摩耗に関する目安を与える。装置における、負荷無しおよび負荷有りの運転が、それらが静止接点か可動接点かに依らず、実際に接点パッドの摩耗を引き起こす。それによって生じる材料の除去および衝突が、極の接点が接触することを遅らせ、そして、第１の時間Ｔ０の値の増加を生じさせ得る。
【００３３】
方法は、回転角度θの変化のカーブＳθ上の第２の変曲点Ｂに到達するのに必要な第２の時間Ｔ１に等しい第２の特定値を決定することを含んでいる。前記第２の変曲点は、一対の可動主接点１２，１４が閉鎖位置にあるときに到達する理論上の最終的な回転角度θfinalに対応している。この最終回転角度の理論的な基準値は、好ましくは、開閉デバイスに関連した製品特性となっている。この特性は、製造者によって提供される。この基準値はまた、装置が新しい場合に実施される以下の一連の測定によって見積もられてもよい。基準値は、本発明による方法によって後に使用され得るよう、記録される。
【００３４】
方法の第３の工程は、前記特定値を、開閉デバイスの特定の当初の運転基準から抽出された理論的な値と比較することを含んでいる。好ましい形態によれば、方法は、第１の時間Ｔ０と第２の時間Ｔ１との間の経過時間ΔＴを計算することを含んでいる。第１の時間Ｔ０と第２の時間Ｔ１との間の、この経過時間は、その後、摩耗されていない開閉装置の運転を代表する基準値と比較される。
【００３５】
この基準値は、極の数、手榴弾の弾性体といった、開閉装置の“機械的な”構成に応じて確立され、そして、用いられる情報処理モジュールに記録され、開閉装置の構成に応じて比較される。この基準値は、好ましくは、開閉デバイスに関連した製品特性となっている。この特性は、製造者によって提供される。この基準値はまた、装置が新しい場合に実施される以下の一連の測定によって見積もられてもよい。基準値は、本発明による方法によって後に使用され得るよう、記録される。
【００３６】
保護装置の機械的な性能を評価するための方法の最後の工程は、決定された特定値と、運転基準によって提供された基準値との比較状態に応じて、駆動機構２２の摩耗の所定の機械的な性能を診断することを含んでいる。好ましい形態によれば、本発明による方法は、駆動機構２２のエネルギー貯蔵システムの余分なエネルギーレベルを、理論的な基準値に対する、計算された経過時間の差に応じて診断することを含んでいる。
【００３７】
言い換えれば、本発明による方法の最後の工程は、閉鎖を実施するために手榴弾において利用可能なエネルギーの蓄えの情報、余分なエネルギーを提供する。抵抗力が増加する場合、このエネルギーの蓄えが減少し、そして、電気的な接点１２，１４が接触するとき（変曲点Ａ）からの、極シャフト２０の角度的な行程が、ますます減速される。基準値に対する、計算された経過時間の値の差ΔＴはまた、開閉デバイスの使用の過程における開閉デバイスの摩耗とともに増加する傾向にある。
【００３８】
本発明の特定の形態によれば、評価するための方法は、変化カーブＳθ上の第１の局所的な最大値Ｃに到達するための時間Ｔmaxに対応する、回転角度θの変化のカーブＳθ上の第３の特定値Ｃを決定することを含んでいる。図５Ｄに表されているように、前記第１の局所的な最大値Ｃは、閉鎖の過程において極シャフト２０によって到達される最大回転角度θmaxiに対応している。
【００３９】
この工程は、駆動機構２２のトグルデバイス２６，２４の上部のデッドポイントの通過に対応している。この工程の後、駆動レバー４０はもはや、駆動機構２２を押し込まず、トリップラッチ２８に働きかけるために、戻り力によってトグルデバイス２６，２４に当接する極スプリング６７を押し込む。回転角度の最大値θmaxiの変化が、駆動機構２２の摩耗の目安を与える。
【００４０】
この特定の形態によれば、方法は、変化のカーブＳθ上の第４の特定値（点Ｄ）を決定することを含んでいる。この第４の特定値（点Ｄ）は、一対の可動主接点１２，１４が閉鎖位置にあるときに到達される、最終的に測定される回転角度θfinalに対応している。
【００４１】
以下の工程において、最大回転角度θmaxiと、最終的に測定される回転角度θfinalとの間の角度的な差異Δθが計算される。この角度的な差異の決定が、駆動機構２２のトグルデバイス２６，２４のラッチ状態が診断されることを可能にする。実際、計算された角度的な差異Δθが閾値よりも高い場合、言い換えれば、最大回転角度θmaxiが、最終的に測定される回転角度θfinalよりも大きい場合、トグルデバイス２６，２４が、それらが正確に上部のデッドポイントを通過した後にラッチされる（図５Ｄ）。計算された角度的な差異Δθが、前記ラッチの閾値よりも大きい場合、開閉装置は、ラッチされた閉鎖状態にある。ラッチの閾値は、製造者によって提供される特性に対応している。ラッチの閾値に対応するこの特性はまた、装置が新しい場合に実施される以下の一連の測定から見積もられ得る。特性は、本発明による方法においてその後に使用され得るよう、記録される。
【００４２】
電気的な接点１２，１４が接触する時間（第１の変曲点Ａ）から、駆動機構２２の移動が、極ケージ６２と可動接点１４の支持具６４との間に備えられた接点スプリング６７の圧縮を引き起こす。この圧縮は、接点の押し下げによって表現されるが、閉鎖位置において電気的な接点１２，１４に及ぼされる圧力を調整する。この圧力はまた、開閉装置の電気力学的な強度を画定する。
【００４３】
第１の形態によれば、センサ７０は好ましくは、電流の遮断が生じるときに破片によって汚染されやすい領域の外側で極シャフト２０上に配置されており、そして、高温ガスの起こりうる投射から離れている。高い電気力学的な強度を有する開閉装置１０は、最大３０年の寿命を有しており、有利には、センサ７０は、センサ７０の内部における摩耗または摩擦による歪みを制限するため、非接触タイプのものとなっている。
【００４４】
図３および図４に表されているように、回転センサ７０は、歯車１１２、または、極シャフト２０上に配置された歯車の一部分を備えている。表されていないその他の形態において、歯車は、一連の磁気的な極によって形成されている。誘導タイプの敏感なエレメント、ホール効果セル、または磁気抵抗セルを実行する、マイクロ電子デバイスなどの検出手段１１４が、開閉装置１０のケースに取り付けられており、歯車または磁気的な極に面している。歯車１１２および検出手段１１４は、非接触で通信する。検出手段１１４は、好ましくは、歯車の歯の通過または磁気的な極の通過によって生成されるアナログ信号の数値処理手段を含んでおり、４分の１の周期によって差し引かれた２つの二乗の信号の形式で、数値的な転写を与えることができる。形態の所定のタイプにおいて、検出手段は、アナログ信号の補間関数を積分することができる。
【００４５】
表されていない第２の特定の形態によれば、小さな体積からなるセンサ７０が、好ましくは、バー２０の端部に、例えば開閉装置１０のケースに近接する端部に配置されている。摺動による接触のない磁気的なタイプのセンサ、特に磁気的なアレイのタイプの回転センサは、急速に磨耗しがちな部分が無いので、特に適している。図６に示されているように、このタイプのセンサ７０は、磁気手段７２、特に、その回転が決定されるべきエレメントに固定され得る磁石を備えており、特に、磁石７２は、接着またはその他の機械的な手段によってその端部で極のバー２０に直接的に連結され得る。センサ７０は、さらに検出手段７４を、特に、約４ｍｍの側面を有する印刷回路カードタイプの検出器を備えている。検出手段７４は、磁気手段７２に面して配置されており、例えば、開閉装置１０のケースに連結されており、特に、適切なハウジング内に取り付けられている。検出器７４は、従来の方法で、情報を処理するとともに結果を示すための手段、例えば既に開閉装置１０に設けられている電子モジュールに結合されており、電子モジュールに新たな機能が追加される。有利には、センサ７０は、ＥＰ１８３０１６２またはＥＰ１９２１４２３に記載されているように、約０．２〜０．５°の角度分解能を有している。
【００４６】
方法の特定の形態によれば、接点の押し下げの見積もりが、最終的な角度θfinalと、接点が時間Ｔ０で当接する瞬間の回転シャフトの回転角度との間の差異によってなされる。
【００４７】
本発明が、激しい全体的な行程における小さな変化のために開放機構が極のバー２０の角度的な位置の大きな変化をほのめかすという、高い電気力学的な強度を有する開閉装置１０の接点１２，１４を参照して説明されたが、これに限られることはない。その他のタイプの開閉装置、接触器および／または回路遮断器が主題となってもよい。二重結合ロッドおよびトグルの減速が、接点が摩耗されているか否かに、接点の行程に、および、検出デバイス７０の正確さに依存して角度的な差異を増幅する場合、本発明によるデバイスを、回転部分を備えるその他の作動機構に適用することが可能である。
【００４８】
表されていない本発明のその他の形態において、センサは、極シャフト２０の移動の始まりと、前記シャフト２０の行程の終わりとの間における極ケージ６２の回転を測定する。極シャフト２０の行程の終わりは、電気的な接点の閉鎖位置に対応している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの極を備える開閉装置の機械的な性能を評価するための方法であって、
各極は、
開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動可能な一対の接点（１２，１４）と、
第１の接点（１４）の支持アーム（１６）と、
支持アーム（１６）の駆動機構（２２）と、を備え、
駆動機構（２２）が、
回転極シャフト（２０）、および、駆動機構（２２）を支持アーム（１６）に旋回可能に連結する少なくとも１つのロッド（６０）と、
主接点（１２，１４）を閉鎖位置に配置するために前記アームの移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムと、を備え、
前記方法が、
接点（１２，１４）の閉鎖行程の間に極シャフト（２０）の回転角度（θ）を測定する工程と、
測定から少なくとも２つの特定値を再構成する工程と、
前記特定値を、開閉デバイスの特定の初期の運転基準と比較する工程と、
得られた特定値と運転基準の特定の値との間の比較状態に応じて駆動機構（２２）の機械的な磨耗性能を診断する工程と、を含むことを特徴とする、評価方法。
【請求項２】
回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の第１の変曲点（Ａ）に到達するのに必要な第１の時間（Ｔ０）に等しい第１の特定値を決定する工程であって、前記変曲点が、極シャフト（２０）が最大回転速度に到達する瞬間に対応している、工程と、
回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の所定の点（Ｂ）に到達するのに必要な第２の時間（Ｔ１）に等しい第２の特定値を決定する工程であって、前記点（Ｂ）が、一対の接点（１２，１４）が閉鎖位置にあるときに到達される、理論的な最終回転角度（θｆｉｎａｌ）に対応している、工程と、
第１および第２の時間（Ｔ０，Ｔ１）の間の経過時間を計算する工程と、
計算された経過時間と理論的な値との間の差異に応じて駆動機構（２２）のエネルギー貯蔵システムの余分なエネルギーレベルを診断する工程と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
変化のカーブ（Ｓθ）上の第１の局所的な最大値（Ｃ）に到達するための時間（Ｔｍａｘ）に対応する、回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の第３の特定値（Ｃ）を決定する工程であって、前記第１の局所的な最大値（Ｃ）は、閉鎖の過程において極シャフト（２０）によって到達される最大回転角度（θｍａｘｉ）に対応している、工程と、
一対の可動主接点（１２，１４）が閉鎖位置にあるときに到達される最終回転角度（θｆｉｎａｌ）に対応している、回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の第４の特定値（Ｄ）を決定する工程と、
最大回転角度（θｍａｘｉ）と最終回転角度（θｆｉｎａｌ）との間の角度的な差異（Δθ）を計算する工程と、
前記角度的な差異（Δθ）に応じて極シャフト（２０）の駆動機構（２２）のトグルデバイス（２６，２４）のラッチ状態を診断する工程と、を含むことを特徴とする、請求項２に記載の評価方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法を実施するための開閉装置であって、
開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動することができる一対の接点（１２，１４）と、
第１の接点（１４）の支持アーム（１６）と、
支持アーム（１６）の駆動機構（２２）と、を備え、
駆動機構（２２）が、
回転極シャフト（２０）、および、駆動機構（２２）を支持アーム（１６）に旋回可能に連結する少なくとも１つのロッド（６０）と、
主接点（１２，１４）を閉鎖位置に配置するために前記アームの移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムと、
複数の同一の極と、
全ての極に共通の極シャフト（２０）と、を備え、
極シャフト（２０）は、駆動機構（２２）の回転スピンドルになっており、
前記開閉装置が、
接点（１２，１４）の閉鎖期間の間に極シャフト（２０）の回転角度（θ）を測定する手段と、
測定から少なくとも２つの特定値を再構成する手段と、
前記特定値を、開閉デバイスの特定の初期の運転基準と比較する手段と、
得られた特定値と運転基準の特定の値との間の比較検討に応じて駆動機構（２２）の機械的な磨耗性能を診断する手段と、を備えることを特徴とする、開閉装置。
【請求項５】
第１の接点（１４）の支持アーム（１６）は、第１の接点（１４）を支持する第１部分（６４）および第２部分（６２）を備え、
前記２つの部分は、互いに対して摺動し、これによって、一対の接点（１２，１４）の閉鎖位置において、第２部分（６２）が、第１隣接位置と、第１部分（６４）が第２部分（６２）の中に沈む第２行程終了位置と、をとることができることを特徴とする、請求項４に記載の開閉装置。
【請求項６】
極シャフト（２０）の駆動機構（２２）は、可動接点（１４）の支持アーム（１６）を移動させるためにトリップラッチ（２８）および開放弾性体（３２）に組み合わされたトグルデバイス（２６，２４）を備えており、当該デバイスは、２つのロッド（２４，２６）を備えていることを特徴とする、請求項４または５に記載の開閉装置。
【請求項７】
極シャフト（２０）の駆動機構（２２）は、フレキシブルデバイス（４４）を含むエネルギー貯蔵システムを有するリセットデバイス（４４）を備えており、フレキシブルデバイス（４４）は、可動接点を閉鎖位置へ移動させるための少なくとも１つの閉鎖弾性体を備えており、
閉鎖弾性体に負荷をかけることが、手動レバーまたはサーボモータによって回転駆動されるリセットカム（４８）によって実施されることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記開閉装置は、極シャフト（２０）の回転角度を決定する手段（７０）を備え、
前記手段は、回転センサを備えており、回転センサの構成要素が、極シャフト（２０）上に配置されていることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項９】
回転センサ（７０）は、回転軸（２０）上に配置された磁気手段（７２）、および、開閉装置（１０）のケースに取り付けられた検出手段（７４）を備えており、
磁気手段（７２）および検出手段（７４）は、非接触で通信することを特徴とする、請求項８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
回転センサ（７０）は、回転軸（２０）上に配置された歯車（１１２）、および、開閉装置（１０）のケースに取り付けられた検出手段（１１４）を備えており、
歯車（１１２）および検出手段（１１４）は、非接触で通信することを特徴とする、請求項８に記載の開閉装置。
【請求項１】
少なくとも１つの極を備える開閉装置の機械的な性能を評価するための方法であって、
各極は、
開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動可能な一対の接点（１２，１４）と、
第１の接点（１４）の支持アーム（１６）と、
支持アーム（１６）の駆動機構（２２）と、を備え、
駆動機構（２２）が、
回転極シャフト（２０）、および、駆動機構（２２）を支持アーム（１６）に旋回可能に連結する少なくとも１つのロッド（６０）と、
主接点（１２，１４）を閉鎖位置に配置するために前記アームの移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムと、を備え、
前記方法が、
接点（１２，１４）の閉鎖行程の間に極シャフト（２０）の回転角度（θ）を測定する工程と、
測定から少なくとも２つの特定値を再構成する工程と、
前記特定値を、開閉デバイスの特定の初期の運転基準と比較する工程と、
得られた特定値と運転基準の特定の値との間の比較状態に応じて駆動機構（２２）の機械的な磨耗性能を診断する工程と、を含むことを特徴とする、評価方法。
【請求項２】
回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の第１の変曲点（Ａ）に到達するのに必要な第１の時間（Ｔ０）に等しい第１の特定値を決定する工程であって、前記変曲点が、極シャフト（２０）が最大回転速度に到達する瞬間に対応している、工程と、
回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の所定の点（Ｂ）に到達するのに必要な第２の時間（Ｔ１）に等しい第２の特定値を決定する工程であって、前記点（Ｂ）が、一対の接点（１２，１４）が閉鎖位置にあるときに到達される、理論的な最終回転角度（θｆｉｎａｌ）に対応している、工程と、
第１および第２の時間（Ｔ０，Ｔ１）の間の経過時間を計算する工程と、
計算された経過時間と理論的な値との間の差異に応じて駆動機構（２２）のエネルギー貯蔵システムの余分なエネルギーレベルを診断する工程と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
変化のカーブ（Ｓθ）上の第１の局所的な最大値（Ｃ）に到達するための時間（Ｔｍａｘ）に対応する、回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の第３の特定値（Ｃ）を決定する工程であって、前記第１の局所的な最大値（Ｃ）は、閉鎖の過程において極シャフト（２０）によって到達される最大回転角度（θｍａｘｉ）に対応している、工程と、
一対の可動主接点（１２，１４）が閉鎖位置にあるときに到達される最終回転角度（θｆｉｎａｌ）に対応している、回転角度（θ）の変化のカーブ（Ｓθ）上の第４の特定値（Ｄ）を決定する工程と、
最大回転角度（θｍａｘｉ）と最終回転角度（θｆｉｎａｌ）との間の角度的な差異（Δθ）を計算する工程と、
前記角度的な差異（Δθ）に応じて極シャフト（２０）の駆動機構（２２）のトグルデバイス（２６，２４）のラッチ状態を診断する工程と、を含むことを特徴とする、請求項２に記載の評価方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法を実施するための開閉装置であって、
開放位置と閉鎖位置との間で互いに対して移動することができる一対の接点（１２，１４）と、
第１の接点（１４）の支持アーム（１６）と、
支持アーム（１６）の駆動機構（２２）と、を備え、
駆動機構（２２）が、
回転極シャフト（２０）、および、駆動機構（２２）を支持アーム（１６）に旋回可能に連結する少なくとも１つのロッド（６０）と、
主接点（１２，１４）を閉鎖位置に配置するために前記アームの移動を引き起こすよう設計されたエネルギー貯蔵システムと、
複数の同一の極と、
全ての極に共通の極シャフト（２０）と、を備え、
極シャフト（２０）は、駆動機構（２２）の回転スピンドルになっており、
前記開閉装置が、
接点（１２，１４）の閉鎖期間の間に極シャフト（２０）の回転角度（θ）を測定する手段と、
測定から少なくとも２つの特定値を再構成する手段と、
前記特定値を、開閉デバイスの特定の初期の運転基準と比較する手段と、
得られた特定値と運転基準の特定の値との間の比較検討に応じて駆動機構（２２）の機械的な磨耗性能を診断する手段と、を備えることを特徴とする、開閉装置。
【請求項５】
第１の接点（１４）の支持アーム（１６）は、第１の接点（１４）を支持する第１部分（６４）および第２部分（６２）を備え、
前記２つの部分は、互いに対して摺動し、これによって、一対の接点（１２，１４）の閉鎖位置において、第２部分（６２）が、第１隣接位置と、第１部分（６４）が第２部分（６２）の中に沈む第２行程終了位置と、をとることができることを特徴とする、請求項４に記載の開閉装置。
【請求項６】
極シャフト（２０）の駆動機構（２２）は、可動接点（１４）の支持アーム（１６）を移動させるためにトリップラッチ（２８）および開放弾性体（３２）に組み合わされたトグルデバイス（２６，２４）を備えており、当該デバイスは、２つのロッド（２４，２６）を備えていることを特徴とする、請求項４または５に記載の開閉装置。
【請求項７】
極シャフト（２０）の駆動機構（２２）は、フレキシブルデバイス（４４）を含むエネルギー貯蔵システムを有するリセットデバイス（４４）を備えており、フレキシブルデバイス（４４）は、可動接点を閉鎖位置へ移動させるための少なくとも１つの閉鎖弾性体を備えており、
閉鎖弾性体に負荷をかけることが、手動レバーまたはサーボモータによって回転駆動されるリセットカム（４８）によって実施されることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記開閉装置は、極シャフト（２０）の回転角度を決定する手段（７０）を備え、
前記手段は、回転センサを備えており、回転センサの構成要素が、極シャフト（２０）上に配置されていることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項９】
回転センサ（７０）は、回転軸（２０）上に配置された磁気手段（７２）、および、開閉装置（１０）のケースに取り付けられた検出手段（７４）を備えており、
磁気手段（７２）および検出手段（７４）は、非接触で通信することを特徴とする、請求項８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
回転センサ（７０）は、回転軸（２０）上に配置された歯車（１１２）、および、開閉装置（１０）のケースに取り付けられた検出手段（１１４）を備えており、
歯車（１１２）および検出手段（１１４）は、非接触で通信することを特徴とする、請求項８に記載の開閉装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１５０５０（Ｐ２０１３−１１５０５０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２５９８３４（Ｐ２０１２−２５９８３４）
【出願日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【出願人】（５９４０８３１２８）シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス (52)
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５９８３４（Ｐ２０１２−２５９８３４）
【出願日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【出願人】（５９４０８３１２８）シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス (52)
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]