电导体的实时温度测量制造技术

本发明专利技术公开了一种用于感测电导体(31)的温度的温度感测设备，该温度感测设备包括具有框架主体(2101)和适于容纳电导体(31)的管道(2102)的传感器框架(210)。温度传感器的至少一部分被接收在传感器框架(210)的腔室(2103)中。热接触构件的至少一部分设置在电导体(31)与温度传感器之间并且被配置成增强它们之间的热接触。热接触构件的至少一部分能够径向压靠在电导体(31)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电导体的实时温度测量
本公开涉及用于实时监测电导体的温度的系统和方法，具体的讲，涉及用于监测配电系统中电力电缆的电导体的温度的系统和方法。
技术介绍
中压和高压配电系统在现代社会中起到重要作用。对于配电系统的“健康”来说，安全和保障始终是重要的因素。因此，应当存在能够监测配电系统的“健康”的技术。在配电系统诸如中压或高压配电系统中，电力电缆的导体的温度可随着由线缆携载的电流的增加而增加。因此，在此类系统中，可以通过例如在线缆接头或结点处(可能是弱点)，监视在线电导体的温度来评估此类系统的“健康”。通常，流过线缆接头或结点的正常电流可产生至多达例如约90℃的温度。如果线缆接头或结点的温度增加超过那个温度，则其可指示该配电系统中发生某种错误。另一方面，对于知道现有配电系统是否处于最大载流容量、知道是否可以使用现有系统可靠地分配额外的电力或者知道是否需要额外的基础结构支出也是有用的。
技术实现思路
例如，中压或高压配电系统中的在线电力电缆以及线缆接头和结点通常被多个绝缘和(半)导电层绝缘和保护，并且/或者常常被埋在地下或者被定位在高空。例如，在操作期间以最小的热延迟直接在线缆接头或结点处存在实时直接监测或测量在线电导体的温度的需要。简而言之，在一个方面，本公开描述了用于实时直接感测、测量或监测电力电缆的电导体的温度的系统和方法。提供了用于感测电导体的温度的温度感测设备。该设备包括传感器框架、温度传感器和热接触构件，该热接触构件被配置成增强温度传感器与电导体之间的热连通。传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向伸长的电导体的管道。框架主体包括邻近电导体的腔室。温度传感器的至少一部分被接收在腔室中。热接触构件的至少一部分设置在电导体与温度传感器之间并且被配置成增强电导体与温度传感器之间的热连通。热接触构件的至少一部分被配置成能够径向压靠在电导体的外表面上。在另一个方面，提供了电力电缆组件。该组件包括包封在(半)导电层中的电导体以及本文所述的温度感测设备中的一个或多个。该温度感测设备包括传感器框架、温度传感器和热接触构件，该热接触构件被配置成增强温度传感器与电导体之间的热连通。传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向伸长的电导体的管道。框架主体包括邻近电导体的腔室。温度传感器的至少一部分被接收在腔室中。热接触构件的至少一部分设置在电导体与温度传感器之间并且被配置成增强电导体与温度传感器之间的热连通。热接触构件的至少一部分被配置成能够径向压靠在电导体上。温度感测设备沿电导体分布并且被配置成感测电导体的温度分布。在本公开的示例性实施方案中获得了各种意料不到的结果和优点。本公开的示例性实施方案的一个此类优点在于本文所述的热接触构件能够径向压靠在电导体上。这允许传感器框架的管道容纳具有不同尺寸的电导体，同时通过热接触构件在温度传感器与电导体之间提供良好的热连通。本文所述的实施方案可有效地减小由电极与温度传感器之间的可能气隙引起的热延迟，并且为电导体提供更稳健、准确和可靠的直接实时温度测量。已总结了本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的
技术实现思路
并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选的实施方案。附图说明结合附图来考虑本公开的各种实施方案的以下详细描述可更全面地理解本公开，其中：图1为根据一个实施方案的用于监测电导体的温度的系统的示意性框图。图2为根据一个实施方案的用于监测电导体的温度的系统的LC回路的示意性电路图。图3为根据一个实施方案的用于监测线缆接头组件中的电导体的温度的系统的应用的部分剖视示意图。图4为根据一个实施方案的用于监测电导体的温度的系统的示意性电路图。图5为根据一个实施方案的系统的无源感应单元的线缆接头组件中的电导体的一部分的剖视图。图6为图5的线缆接头组件的一部分的局部横截面侧视图。图7A为根据一个实施方案的温度感测设备的横截面透视图。图7B为根据另一个实施方案的温度感测设备的横截面透视图。图7C为根据另一个实施方案的温度感测设备的横截面透视图。图7D为图7A的温度感测设备的横截面视图。图8A为根据一个实施方案的传感器框架的透视侧视图。图8B为根据一个实施方案的具有热接触构件的图8A的传感器框架的透视侧视图。图8C为根据一个实施方案的具有组装的热触点和温度传感器的图8B的传感器框架的透视侧视图。图8D为根据一个实施方案的具有组装的热触点、温度传感器和弹簧构件的图8C的传感器框架的透视侧视图。图9为根据一个实施方案的图8B的热接触构件的横截面视图。图10A为根据一个实施方案的包括温度敏感型电容器的电路板的透视侧视图。图10B为沿线10B-10B的图10A的电路板的横截面视图。图11为根据一个实施方案的温度感测设备的横截面视图。图12为根据另一个实施方案的温度感测设备的横截面视图。图13示出实施例1和比较例C1的传感器温度与导体温度的比率曲线。在附图中，类似的附图标号指示类似的元件。虽然可不按比例绘制的上述附图示出了本公开的各种实施方案，但还可设想如在具体实施方式中所提到的其它实施方案。在所有情况下，本公开都通过示例性实施方案的表示而非通过表述限制来描述当前所公开的公开内容。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其它修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案落在本公开的范围和实质内。具体实施方式本公开提供用于监测例如中压或高压(例如，＞1kV或＞10kV)电力电缆的电导体的温度的系统和方法的实施方案。使用“无源”设备执行此类监测可特别有用，所谓“无源”设备是指不需要内部电源(例如，电池)并且不需要物理连接到外部电源的设备。可用于此类应用中的一种无源设备依赖于LC电路(即，电感-电容电路)。采用适当设计的LC电路可表现出谐振频率，该谐振频率可被监测(无论是连续监测还是不连续监测)，且不一定需要与设备建立任何线连接，本领域的技术人员将会知道这一点。当此类设备使用放置成与电力电缆的一部分热连通或接触的温度敏感型电容器时，电力电缆的该部分的温度的改变可致使温度敏感型电容器的温度相应地改变。此温度变化可改变LC电路的谐振频率，可检测该谐振频率并用于推断该部分电力线缆的温度。图1为根据一个实施方案的用于监测电导体31的温度的系统100的示意图。系统100包括无源感应单元20、收发器单元40和控制单元50。无源感应单元20被配置成包括如下文所述的至少一个温度敏感型电容器。温度敏感型电容器具有随温度变化的特征参数，并且与电导体31热接触。在一些实施方案中，温度敏感型电容器通过下文另外描述的一个或多个热接触构件与电导体31的外表面热接触。在一些实施方案中，无源感应单元20可具有随电导体31的温度变化的谐振频率和/或Q值。收发器单元40可与无源感应单元20电磁耦合，并且发出表示感应单元20的谐振频率和/或Q值的信号。控制单元50可与收发器单元40通信以探知表示谐振频率和/或Q值的信号，并且基于所探知到的表示谐振频率和/或Q值的信号来确定电导体31的温度值。在一些实施方案中，系统100还可包括任选的中央监测单元。任选的中央监测单元可以与控制单元50无线(例如，通过移动网络)或有线地连通，以接收所确定的电导体3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感测电导体的温度的温度感测设备，所述设备包括：传感器框架，所述传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向方向伸长的所述电导体的管道，所述框架主体包括邻近所述电导体的腔室；温度传感器，所述温度传感器的至少一部分被接收在所述传感器框架的所述腔室中；以及热接触构件，所述热接触构件的至少一部分设置在所述电导体与所述温度传感器之间并且被配置成增强所述电导体与所述温度传感器之间的热连通，其中所述热接触构件的至少一部分被配置成能够径向压靠在所述电导体的外表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于感测电导体的温度的温度感测设备，所述设备包括：传感器框架，所述传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向方向伸长的所述电导体的管道，所述框架主体包括邻近所述电导体的腔室；温度传感器，所述温度传感器的至少一部分被接收在所述传感器框架的所述腔室中；以及热接触构件，所述热接触构件的至少一部分设置在所述电导体与所述温度传感器之间并且被配置成增强所述电导体与所述温度传感器之间的热连通，其中所述热接触构件的至少一部分被配置成能够径向压靠在所述电导体的外表面上。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述温度传感器包括至少一个温度敏感型电容器。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器框架具有环形形状并且所述管道为中央管道。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器框架的邻近所述温度传感器的至少一部分由导热聚合物材料制成。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述热接触构件包括附接到所述框架主体的内表面的一个或多个弹簧夹。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述弹簧夹中的至少一个包括固定到所述腔室的内壁的第一部分和能够径向压缩并且被配置成与所述电导体直接接触的第二部分。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述弹簧夹中的至少一个设置成邻近所述腔室。8.根据权利要求1所述的设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁斯华，贾斯汀·M·约翰逊，赖安·D·埃里克森，克里斯多夫·D·谢科什陶，黄争，杨韬，胡佳，李陶，郭高飞，聂其红，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US