专利名称：一种高压直流接触器主触点故障的检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种高压直流接触器主触点故障的检测方法及装置。
背景技术：
直流接触器是一种利用低压线路远距离控制直流高压电线路接通和分断的控制电器，主要用于远距离接通和分断直流电路，通过控制直流电路的通断可以实现直流电动机的频繁启动、停止、反转和反接制动，其也用于频繁地接通和断开起重电磁铁、电磁阀、离合器的电磁线圈等。直流接触器的工作电压较大，在使用环境恶劣、操作频繁时，常因机械疲劳或瞬间电弧，造成主触点粘连无法断开。所述主触点粘连指的是本应相对活动的触点因金属熔 化而粘连成一体，通常由两种原因导致1)主触点结合压力不足，导致接触电阻增大，长期工作时触点处发热导致金属熔化；2)大电流通过主触点的同时主触点动作，触点间形成电弧，导致触点处金属熔化。另外，直流接触器还常因机械疲劳或出厂时加工误差较大导致主触点常开，即主触点机械卡死、无法闭合的现象。因为直流接触器故障将直接导致用电设备无法按需求工作，在特殊场合下还会引发安全事故，且检修时需要对整个电气系统进行一次检查，花费的故障排除时间较长。若能快速判断直流接触器工作状态，则能在系统故障时快速定位故障位置、缩短检修时间、减小因故障带来的损失。但是，现有技术方案仅能判断出控制线路断路、短路等故障，无法对继电器主触点的粘连故障或机械卡死故障等特定故障进行监测和判断，因此，无法快速、正确地确定故障原因和定位故障位置。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高压直流接触器主触点粘连故障的检测方法及装置，以实现准确判断直流接触器主触点是否发生粘连或机械卡死故障的目的。为实现上述目的，本发明提供了一种高压直流接触器主触点故障的检测方法，其特征在于，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，所述方法包括当需要所述第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压；检测所述辅助触点两端的电压；如果所述辅助触点两端的电压不为设定电压，则发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障，所述设定电压为所述第二直流电源电压与所述降压电阻的商。优选的，上述方法还包括当所述用电设备需要工作时，控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压；检测所述辅助触点两端的电压；如果所述辅助触点两端的电压为所述设定电压，则发送第二报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现机械卡死故障。优选的，上述方法还包括当断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压时，如果所述辅助触点两端的电压为所述设定电压，则发送第一安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现粘连故·障。优选的，上述方法还包括当接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压时，如果所述辅助触点两端的电压不为所述设定电压，则发送第二安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现机械卡死故障。优选的，在上述方法中，所述直流接触器的主触点和辅助触点之间设置有机械联动装置，以使所述辅助触点与所述主触点同时接合或断开。本发明还提供了一种高压直流接触器主触点故障的检测装置，其特征在于，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，所述装置包括第一控制单元，用于当需要所述第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压；检测单元，用于检测所述辅助触点两端的电压；判断单元，用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压，所述设定电压为所述第二直流电源电压与所述降压电阻的商；第一发送单元，用于在所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压不为设定电压时，发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障。优选的，上述装置还包括第二控制单元，用于当所述用电设备需要工作时，控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压；所述检测单元，还用于检测所述辅助触点两端的电压；所述判断单元，还用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压；第二发送单元，用于在所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压为所述设定电压时，发送第二报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现机械卡死故障。优选的，上述装置还包括第三发送单元，用于当断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压，且所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压为所述设定电压时，发送第一安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现粘连故障。优选的，上述装置还包括第四发送单元，用于当接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压，且所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压不为所述设定电压，发送第二安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现机械卡死故障。优选的，在上述装置中，所述直流接触器的主触点和辅助触点之间设置有机械联动装置，以使所述辅助触点与所述主触点同时接合或断开。可见，本发明高压直流接触器主触点故障的检测方法及装置，当停止(需要)为所述用电设备供电时，通过控制断开(接合)施加在所述直流接触器线圈两端的电压，再检测所述辅助触点两端的电压，当辅助触点两端的电压为零(为设定电压)时，表明本应处于断 开(接合)状态的辅助触点变成了接合(断开)状态，进而可获知主触点也处于接合(断开)状态，即直流接触器的主触点出现了粘连故障(机械卡死故障)。可见，利用直流接触器主触点-辅助触点联动机构，通过对低压线路中直流接触器主触点的粘连故障(机械卡死故障)进行检测，便可判断出当前高压线路的工作情况，而无需获取输出的高压信号来判断系统故障，保证了系统检测的安全性，同时因采用低压信号而降低了信号处理难度，降低了检测成本，并避免了对用电设备本身进行故障检测。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为原始直流接触器的结构原理图；图2为本发明改造后的直流接触器的结构原理图；图3为本发明检测高压直流接触器主触点故障的系统原理图；图4为本发明高压直流接触器主触点故障的检测方法的实施例I的流程示意图；图5为本发明高压直流接触器主触点故障的检测方法的实施例2的流程示意图；图6为本发明高压直流接触器主触点故障的检测装置的实施例I的结构示意图；图7为本发明高压直流接触器主触点故障的检测装置的实施例2的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图I所示，图I为原始直流接触器的结构原理图，在高电压直流电路中，通常使用直流接触器来接通和分断电路，在使用环境恶劣、操作频繁时，直流接触器的主触点I经常出现粘连故障而导致系统停止工作，或是直流接触器主触点I经常出现机械卡死故障导致线路无法接通或工作异常。本发明在图I所示的原始直流接触器的基础上添加辅助触点及机械联动装置，得到图2所示的改造后的直流接触器，图2为本发明提供的改造后的直流接触器的结构原理图，所述直流接触器的主触点I和辅助触点2之间设置有机械联动装置，以使所述辅助触点与所述主触点同时结合或断开。参见图3所示，图3为本发明提供的检测高压直流接触器主触点故障的系统原理图，本发明在原有直流接触器中增加直流接触器联动辅助触头，并设计了相应控制策略来判断直流接触器是否存在故障，在直流接触器辅助触点和主触点间设计有可靠机械连接装置，使得辅助触点和主触点始终联动，即辅助触点跟随主触点运动(主触点接合，辅助触点同时接合；主触点断开，辅助触点同时断开)。在上述系统正常工作的情况下，即在用电设备需要工作时，在直流接触器线圈两端施加Ua = Ul古O的电压，则主触点接合，辅助触点也同时接合，此时检测得到的辅助触点两端的电压Ub = O ;需要断开用电设备时，在直流接触器线圈两端施加Ua = O的电压，则主触点断开，辅助触点也同时断开，此时检测得到的辅助触点两端的电压Ub = U2古O。参见图4所示，图4为本发明提供的一种高压直流接触器主触点故障的检测方法 的实施例I的流程示意图，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，，实现所述方法的步骤如下步骤401 :当需要第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压Ua，目的是使所述直流接触器的主触点和辅助触点同时断开；控制断开图3所示的施加在所述直流接触器线圈两端的电压Ua，S卩在断开用电设备时，所述线圈两端的电压由Ua = Ul变为Ua = O。在正常工作状态下，直流接触器的主触点和辅助触点应同时断开，辅助触点两端的电压Ub = U2古O。步骤402 :检测所述辅助触点两端的电压Ub ；步骤403 :如果所述辅助触点两端的电压不为设定电压即Ub = O古U2，则发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障，所述设定电压为所述第二直流电源电压与所述降压电阻的商。在断开用电设备时，控制断开施加在直流接触器线圈两端的电压Ua后，正常情况下的直流接触器的主触点和辅助触点应同时断开，而当主触点出现粘连故障时，即主触点将处于接合状态，辅助触点也处于接合状态，此时，通过检测辅助触点两端的电压Ub不为设定电压U2而始终为O时，即可判断主触点出现粘连故障。本发明高压直流接触器主触点故障的检测方法，当停止为所述用电设备供电时，通过控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压，再检测所述辅助触点两端的电压，当辅助触点两端的电压为零时，表明本应处于断开状态的辅助触点变成了接合状态，进而可获知主触点也处于接合状态，即直流接触器的主触点出现了粘连故障。可见，利用直流接触器主触点-辅助触点联动机构，通过对低压线路中直流接触器主触点的粘连故障进行检测，便可判断出当前高压线路的工作情况，而无需获取输出的高压信号来判断系统故障，保证了系统检测的安全性，同时因采用低压信号而降低了信号处理难度，降低了检测成本，并避免了对用电设备本身进行故障检测。
参见图5所示，图5为本发明提供的一种高压直流接触器主触点故障的检测方法的实施例2的流程示意图，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，实现所述方法的步骤如下步骤501 :判断是否需要为用电设备供电，如果否，则执行步骤502至步骤506，如果是，则执行步骤507至步骤511。步骤502 :控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压Ua，目的是使所述直流接触器的主触点和辅助触点同时断开；步骤503 :检测所述辅助触点两端的电压Ub ；步骤504 :判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压即Ub是否等于U2，如果 是，则表明主触点和辅助触点同时处于断开状态，执行步骤505，如果否，则表明主触点和辅助触点同时处于接合状态，则执行步骤506 ；步骤505 :发送第一安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现粘连故障。在主触点未出现粘连故障时，主触点处于断开状态，辅助触点随主触点联动，即辅助触点也处于断开状态；通过检测辅助触点处于断开状态，即可判断主触点也处于断开状态。步骤506 :发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障。步骤507 :控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压Ua，目的是使所述直流接触器的主触点和辅助触点同时接合；步骤508 :检测所述辅助触点两端的电压；步骤509 :判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压即Ub是否等于U2，如果是，则表明主触点和辅助触点同时处于断开状态，执行步骤510，如果否，则表明主触点和辅助触点同时处于接合状态，执行步骤511 ；步骤510 :发送第二报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现机械卡死故障。在接通用电设备时，控制接通施加在直流接触器线圈两端的电压Ua后，正常情况下的直流接触器的主触点和辅助触点应同时接合，而当主触点出现机械卡死故障时，即主触点将处于断开状态，辅助触点也处于断开状态，此时，通过检测辅助触点两端的电压Ub不为O而始终为设定电压U2时，即可判断主触点出现机械卡死故障。步骤511 :发送第二安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现机械卡死故障。在主触点未出现机械卡死故障时，主触点处于接合状态，辅助触点随主触点联动，即辅助触点也处于接合状态；通过检测辅助触点处于接合状态，即可判断主触点也处于接合状态。本发明高压直流接触器主触点故障的检测方法，当需要为所述用电设备供电时，通过控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压，再检测所述辅助触点两端的电压，当辅助触点两端的电压为设定电压时，表明本应处于接合状态的辅助触点变成了断开状态，进而可获知主触点也处于断开状态，通过对辅助触点两端的电压进行检测，可快速判断直流接触器的主触点出现机械卡死故障。参见图6所示，图6为本发明提供的一种高压直流接触器主触点故障的检测装置的实施例I的结构示意图，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，所述装置包括第一控制单元1，用于当需要所述第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压；检测单元2，用于检测所述辅助触点两端的电压；判断单元3，用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压，所述设定电压为所述第二直流电源电压与所述降压电阻的商；第一发送单元4，用于在所述判断单元3判断得到的所述辅助触点两端的电压不为设定电压时，发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障。 另外，所述直流接触器的主触点和辅助触点之间设置有机械联动装置，以使所述辅助触点与所述主触点同时结合或断开。本发明高压直流接触器主触点故障的检测装置，当停止为所述用电设备供电时，通过控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压，再检测所述辅助触点两端的电压，当辅助触点两端的电压为零时，表明本应处于断开状态的辅助触点变成了接合状态，进而可获知主触点也处于接合状态，即直流接触器的主触点出现了粘连故障。可见，利用直流接触器主触点-辅助触点联动机构，通过对低压线路中直流接触器主触点的粘连故障进行检测，便可判断出当前高压线路的工作情况，而无需获取输出的高压信号来判断系统故障，保证了系统检测的安全性，同时因采用低压信号而降低了信号处理难度，降低了检测成本，并避免了对用电设备本身进行故障检测。参见图7所示，图7为本发明提供的一种高压直流接触器主触点故障的检测装置的实施例2的结构示意图，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，所述装置包括第一控制单元1，用于当需要所述第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压；检测单元2，用于检测所述辅助触点两端的电压；判断单元3，用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压；第一发送单元4，用于在所述判断单元3判断得到的所述辅助触点两端的电压不为设定电压时，发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障，第三发送单元5，用于当断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压，且所述判断单元3判断得到的所述辅助触点两端的电压为所述设定电压时，发送第一安全信号。第二控制单元6，用于当用电设备需要工作时，控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压；所述检测单元2，还用于检测所述辅助触点两端的电压；所述判断单元3，还用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压；第二发送单元7，用于在所述判断单元3判断得到的所述辅助触点两端的电压为所述设定电压时，发送第二报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现机械卡死故障，第四发送单元8，用于当接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压，且所述判断单元3判断得到的所述辅助触点两端的电压不为所述设定电压，发送第二安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现机械卡死故障。本发明高压直流接触器主触点故障的检测装置，当需要为所述用电设备供电时，通过控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压，再检测所述辅助触点两端的电压，当辅助触点两端的电压为设定电压时，表明本应处于接合状态的辅助触点变成了断开状态，进而可获知主触点也处于断开状态，通过对辅助触点两端的电压进行检测，可快速判断直流接触器的主触点出现机械卡死故障。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排 除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种高压直流接触器主触点故障的检测方法，其特征在于，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，所述方法包括 当需要所述第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压； 检测所述辅助触点两端的电压； 如果所述辅助触点两端的电压不为设定电压，则发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障，所述设定电压为所述第二直流电源电压与所述降压电阻的商。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 当所述用电设备需要工作时，控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压； 检测所述辅助触点两端的电压； 如果所述辅助触点两端的电压为所述设定电压，则发送第二报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现机械卡死故障。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 当断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压时，如果所述辅助触点两端的电压为所述设定电压，则发送第一安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现粘连故障。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 当接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压时，如果所述辅助触点两端的电压不为所述设定电压，则发送第二安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现机械卡死故障。
5.根据权利要求I至4任一项所述的方法，其特征在于，所述直流接触器的主触点和辅助触点之间设置有机械联动装置，以使所述辅助触点与所述主触点同时接合或断开。
6.一种高压直流接触器主触点故障的检测装置，其特征在于，所述直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，所述用电设备与所述第一直流电源连接；所述直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，所述降压电阻与所述第二直流电源连接，所述辅助触点随着所述主触点联动，所述装置包括 第一控制单元，用于当需要所述第一直流电源停止为所述用电设备供电时，控制断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压； 检测单元，用于检测所述辅助触点两端的电压； 判断单元，用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压，所述设定电压为所述第二直流电源电压与所述降压电阻的商； 第一发送单元，用于在所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压不为设定电压时，发送第一报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现粘连故障。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第二控制单元，用于当所述用电设备需要工作时，控制接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压； 所述检测单元，还用于检测所述辅助触点两端的电压；所述判断单元，还用于判断所述辅助触点两端的电压是否为设定电压； 第二发送单元，用于在所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压为所述设定电压时，发送第二报警信号，用以表征所述直流接触器的主触点出现机械卡死故障。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第三发送单元，用于当断开施加在所述直流接触器线圈两端的电压，且所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压为所述设定电压时，发送第一安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现粘连故障。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第四发送单元，用于当接通施加在所述直流接触器线圈两端的电压，且所述判断单元判断得到的所述辅助触点两端的电压不为所述设定电压，发送第二安全信号，用以表征所述直流接触器的主触点未出现机械卡死故障。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述直流接触器的主触点和辅助触点之间设置有机械联动装置，以使所述辅助触点与所述主触点同时接合或断开。
全文摘要
本发明公开了一种高压直流接触器主触点故障的检测方法，直流接触器的主触点两端分别与用电设备和第一直流电源连接，且用电设备与第一直流电源连接，直流接触器的辅助触点两端分别与降压电阻和第二直流电源连接，且降压电阻与第二直流电源连接，辅助触点随着主触点联动；包括当需要第一直流电源停止为用电设备供电时，控制断开施加在直流接触器线圈两端的电压；检测辅助触点两端的电压；如果辅助触点两端的电压不为设定电压，则发送第一报警信号，用以表征直流接触器的主触点出现粘连故障。本发明还公开了一种高压直流接触器主触点故障的检测装置。
文档编号G01R31/327GK102890237SQ20121037427
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者韩尔樑, 潘凤文, 文武红, 李会收, 方丽君 申请人:潍柴动力股份有限公司