本公开涉及一种缠绕电气部件(1)，所述缠绕电气部件包括缠绕主体(2)，所述缠绕主体包括由绕着该主体的纵向轴线(4)的电气绝缘材料(21)制成的多个缠绕层。所述部件还包括至少一个印刷电子传感器(23)，所述印刷电子传感器由柔性基底上的印刷电路构成。至少一个传感器中的每个传感器夹在缠绕主体的缠绕层中的两层之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有印刷电子传感器的缠绕电气部件
本公开涉及包括传感器的缠绕电气部件。
技术介绍
温度传感器可用于高压(HV)变压器套管中，以进行状态监控，从而有助于预测维护间隔、预测产品故障以及有利于动态热额定值。高压产品中的温度传感器的最新技术是例如电力变压器中的硅电子温度传感器，该硅电子温度传感器安装在变压器箱体内部，并通过光纤与外部连接。这种传感器系统及它们的安装是相对昂贵且笨重的，并且对于更小或更便宜的产品如变压器套管来说是不可行的。US2016/370416公开了一种在特定时间段内确定电气装置的剩余使用寿命的减少的方法。待测试的设备例如可以是交流网络的配电变压器。用于确定剩余寿命的系统包括与温度测量装置连接的温度传感器以及通信调制解调器。该系统可以被实现为印刷电路板。US2016/265978公开了一种用于监控电气装置温度的传感器组件。该传感器组件通过钻过过周围的支撑材料的孔而定位在壳体中的中空芯内。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量缠绕电气部件的温度、水分含量或其他特性的改进方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种缠绕电气部件，包括：缠绕主体以及至少一个印刷电子传感器，所述缠绕主体包括由绕着所述主体的纵向轴线的电气绝缘材料制成的多个缠绕层，所述至少一个印刷电子传感器由在柔性基底上的印刷电路构成。至少一个传感器中的每个传感器夹在所述缠绕层中的两层之间。所述电气部件例如是套管(例如变压器套管)、变压器绕组、电容器、电缆终端、缠绕电缆、仪表变压器或机器绝缘。优选地，所述电气部件是高压变压器套管。根据本专利技术的另一方面，提供一种电气装置，所述电气装置包括本公开的缠绕电气部件的实施例。所述电气装置例如可以是包括所述缠绕电气部件的变压器，例如，干式或充液高压变压器。根据本专利技术的另一方面，提供一种本公开的电气装置的实施例的控制系统。所述控制系统包括处理线路和储存指令的数据储存器，所述指令可由所述处理线路执行，由此所述控制系统可操作以：从所述至少一个传感器获取实时测量出的温度；确定所述温度低于所述缠绕主体的预定最高温度；以及响应于所述确定，使所述缠绕电气部件经受高于所述缠绕电气部件的额定电流的电流。另外，在一些实施例中，来自温度传感器的温度信息也可以用于调度维护，以及用于预测所述电气部件或装置的使用期限和击穿的风险。根据本专利技术的另一方面，提供了本公开的电气装置的实施例的方法。所述方法用于包括在所述电气装置中的缠绕电气部件的受控过载。所述方法包括从所述至少一个传感器获取实时测量出的温度。所述方法还包括确定所获取的温度低于所述缠绕主体的预定最高温度。所述方法还包括响应于所述确定，使所述缠绕电气部件经受高于所述缠绕电气部件的额定电流的电流。通过将印刷电子用于传感器(例如温度传感器)，其中，所述传感器被印刷在柔性基底上，通常被印刷在由塑性材料制成的薄的柔性基底上，所述传感器可以夹在所述缠绕主体的各层之间，这是安置在刚性电路板上的常规传感器无法实现的。此外，印刷传感器可以被放置在电气绝缘内，而不干扰电场。例如，使在套管的冷凝器芯中的温度测量成为可能。应当注意，所述方面中的任一项的任何特征可以在任何适当的情况下应用于任何其他方面。同样，所述方面中的任一项的任何优点可以应用于其他方面中的任一项。从下面的详细公开、从所附的从属权利要求以及从附图中，所附实施例的其他目的、特征和优点将是显而易见的。通常，除非本文另外明确定义，权利要求中使用的所有术语应根据它们在
中的普通含义来解释。除非另外明确规定，所有对“一/一种元件、设备、部件、构件、步骤等”的引用应被开放地解释为是指元件、设备、部件、构件、步骤等中的至少一个实例。除非明确规定，不必以所公开的确切顺序来实施本文公开的任何方法的步骤。对于本公开的不同特征/部件使用“第一”、“第二”等仅旨在将特征/部件与其他类似特征/部件区分开，并且不赋予特征/部件任何顺序或层级。附图说明将通过示例的方式参考附图来描述实施例，在附图中：图1是根据本专利技术的包括缠绕电气部件的电气装置的一个实施例的示意图。图2是根据本专利技术的缠绕电气部件的一个实施例的沿纵向截面的示意图。图3是根据本专利技术的印刷电子传感器的一个实施例的示意图。图4是根据本专利技术的控制系统的一个实施例的示意性框图。图5是本专利技术的方法的一个实施例的示意性流程图。具体实施方式现在将在下文中参考示出了某些实施例的附图来更全面地描述实施例。然而，许多不同形式的其他实施例也可能在本公开的范围内。相反，通过示例的方式提供以下实施例，将使得本公开是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。贯穿说明书始终，相同的数字指示相同的元素。根据本专利技术的实施例，提出了在缠绕电气部件(例如高压变压器套管)中使用印刷电子传感器。在本文中，讨论了温度传感器(即，印刷电子传感器包括温度传感电路)作为印刷电子传感器的一个示例，但是印刷电子传感器中的任何电子传感器都可以替代地或附加地包括任何其他传感器电路，例如，用于测量缠绕主体内水分含量的水分传感电路和/或用于测量声音(例如缠绕主体内的局部放电的声音)的声学传感电路。例如，温度传感电路(例如InFlectTM温度传感器)或者其他的例如基于电阻测量的电路通过在柔性基底上例如进行喷墨印刷来实现。附加地或替代地，例如基于电阻测量的水分传感器(例如InFlectTM)或基于湿敏聚合物和电容测量的水分传感电路(例如完全印刷柔性湿度传感器)可以用于例如检测由于水分吸收而导致的电气绝缘材料的老化。附加地或替代地，例如基于压电油墨的声学传感电路(例如用于印刷爆炸剂量计(blastdosimeter)的压力传感器)或其他印刷声学传感器的声学传感电路，可以用于例如检测和/或定位局部放电。然而，优选地，至少一个印刷电子传感器中的至少一些包括用于在缠绕主体中测量温度的温度传感电路。这样的传感器在市场上是可获得的，并且比硅基传感器更便宜。由于这些传感器较小的厚度，它们可以无缝地匹配部件的几何结构，而不会干扰缠绕主体的电场分布。另外，它们可以在标准生产过程中以塑料/纸膜/带的形状安装，而不会增加较多额外的工作。印刷传感器可以与印刷电子无线电通信部件结合以传输信息。在同一的膜/带上，可以有连接到传感器线路或包括在传感器线路中的印刷无线通信装置。传感器可以轴向地放置在缠绕主体内部的高温区域中，例如，放置在冷凝器芯中，并且通信装置可以轴向地放置在缠绕主体的外部，以避免环氧树脂/箔对无线电通信的衰减/屏蔽作用。除了传感器电路(例如，温度传感电路)之外，还可以使用除温度传感电路之外的其他一个或多个印刷电子传感器电路，这些印刷电子传感电路可以与温度传感电路布置在相同的基底上。这种附加的一个或多个传感器电路例如可以包括水分传感电路。图1是电气装置10的一个实施例的示意性截面侧视图，电气装置10此处为电力变压器的形式，该电力变压器包括变压器箱体、控制系统5和缠绕电气部件1，电气部件1此处为套管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种缠绕电气部件(1)，包括：/n缠绕主体(2)，所述缠绕主体包括由绕着所述缠绕主体的纵向轴线(4)的电气绝缘材料(21)制成的多个缠绕层；以及/n至少一个印刷电子传感器(23)，所述至少一个印刷电子传感器由在柔性基底(31)上的印刷电路(32)构成；/n其中，所述至少一个传感器中的每个传感器夹在所述缠绕层中的两层之间。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 EP 18154327.31.一种缠绕电气部件(1)，包括：
缠绕主体(2)，所述缠绕主体包括由绕着所述缠绕主体的纵向轴线(4)的电气绝缘材料(21)制成的多个缠绕层；以及
至少一个印刷电子传感器(23)，所述至少一个印刷电子传感器由在柔性基底(31)上的印刷电路(32)构成；
其中，所述至少一个传感器中的每个传感器夹在所述缠绕层中的两层之间。
2.根据权利要求1所述的缠绕电气部件，其中，所述印刷电路(32)包括温度传感电路、声学传感电路以及水分传感电路中的至少一个，优选地包括温度传感电路。
3.根据权利要求1所述的缠绕电气部件，其中，所述印刷电路(32)包括用于无线通信的电路，所述电路例如是根据局域网LAN标准或者蓝牙标准或者无源或有源射频识别RFID标签的电路，所述局域网LAN标准例如是Wi-Fi标准，所述蓝牙标准例如是低功耗蓝牙BLE标准。
4.根据前述任一项权利要求所述的缠绕电气部件，其中，所述印刷电路(32)包括能量收获电路，所述能量收获电路被配置为从在使用所述缠绕电气部件时所形成的电场中生成电功率。
5.根据前述任一项权利要求所述的缠绕电气部件，其中，所述缠绕电气部件(1)被配置用于高压HV应用，例如，具有在52-1100kV范围内的额定电压的高压应用。
6.根据前述任一项权利要求所述的缠绕电气部件，其中，所述电气绝缘材料(21)是纤维素基的，例如纸基的，例如油浸渍纸OIP或树脂浸渍纸RIP，优选地，环氧树脂浸渍纸；或者所述电气绝缘材料是基于合成聚合物的。
7.根据前述任一项权利要求所述的缠绕电气部件，其中，导电箔(24)夹在所述缠绕主体(2)的一些缠绕层之间，或者其中，导电层被印刷或涂在所述缠绕主体(2)的一些缠绕层上。
8.根据前述任一项权利要求所述的缠绕电气...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·麦克斯韦，C·福森，J·施斯琳，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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