接触细长DC配电母线的电力连接器及监测连接的方法技术

本公开涉及用于接触细长的DC配电母线的电力连接器以及监测这种连接的方法。用于接触细长的DC配电母线(116)的电力连接器(104)包括具有用于部分接收细长的DC配电母线(116)的插座(105)的连接器壳体(124)，至少一个第一弹簧接触元件(128A)，其布置在插座(105)的第一侧，使得其可被压到细长的DC配电母线(116)的第一表面(120)；至少一个第二弹簧接触元件(128B),其可被压到细长的DC配电母线(116)的与第一表面(120)相对的第二表面(122),其中至少一个第二弹簧接触元件(128B)布置在插座(105)的与第一侧相对的第二侧；以及布置在连接器壳体(124)内部的温度感测装置(130)，用于监测在至少一个第一和/或第二弹簧接触元件(128A、128B)处的温度。128B)处的温度。128B)处的温度。

【技术实现步骤摘要】
接触细长DC配电母线的电力连接器及监测连接的方法


[0001]本公开涉及用于接触细长的DC配电母线的电力连接器以及监测这种连接的方法。
[0002]本公开总体涉及用于经由母线槽或轨道将电力从接线盒分配到电气设备的系统，分配子组件或电力分接头可以可移除地连接到该母线槽或轨道而无需关闭电源。母线槽或轨道包括多个导体即母线，以提供DC电力。

技术介绍

[0003]此外，开放计算项目基金会(OCP)成立于2011年，其使命是将开源和开放协作的优势应用于硬件，并快速加快数据中心内部、附近和周围的创新步伐。作为OCP的一部分，需要DC电力连接器，其作为电源的一部分连接到数据中心机架柜的母线。该连接器具有两极，即正极和负极，并且传输例如500安培的电流。为了接触细长的扁平母线，其中相对的表面彼此绝缘，并且可以连接到这些相对的极，连接器是具有压在母线接触表面上的弹簧触点的改进的边缘连接器。这些连接器特别用于电源架、电池备份单元(BBU)架、IT托盘/小隔间架或服务器底座。
[0004]由于高电流，连接器材料会变热。该温度升高通常应保持在相应应用的容许最大温度的要求范围内。
[0005]连接器的正常功能高度依赖于弹簧梁的正常功能，并且多个弹性梁中的每个承载均匀的负载。反之亦然，如果一个弹簧梁出现故障，那么其余的弹簧梁将不得不承受额外的电流负载，因此会发热更多。更多的热量将导致剩余弹簧的弹簧特性变软的风险，并可能导致更高的接触电阻。这再次导致更多的热量散失，并可能引发连锁反应，导致机柜着火。
[0006]因此，这种电力连接器仍有改进的空间，从而进一步提高安全性，同时提供坚固且成本有效的连接器结构。

技术实现思路

[0007]这个目的通过独立权利要求的主题来解决。本公开的其他方面是从属权利要求的主题。
[0008]本专利技术基于在连接器的弹簧梁区域中增加温度感测装置例如非常小的热敏电阻的想法。例如，客户可以将从热敏电阻提供的数据应用到永久诊断程序中，该程序可以与报警系统相连接。在发生故障的情况下，报警系统可以例如切断来自连接器的500A负载，并且通过这样做可以避免火灾危险。对于更精确的热诊断，还可以应用两个或更多个热敏电阻，从而可以从控制诊断中排除默认参数变化(如环境温度的升高)。因此，可以识别显示报警参数的单个热敏电阻。换句话说，可以实现连接器的预测性维护，增强了连接器在操作中的安全性。
[0009]根据本公开的一方面，一种用于接触细长的DC配电母线的电力连接器包括连接器壳体，该连接器壳体具有用于部分接收细长的DC配电母线的插座，以及至少一个第一弹簧接触元件，该第一弹簧接触元件布置在插座的第一侧，使得其能够被压到细长的DC配电母
线的第一表面。提供至少一个第二弹簧接触元件，其可被压到细长的DC配电母线的与第一表面相对的第二表面，其中至少一个第二弹簧接触元件布置在插座的与第一侧相对的第二侧。温度感测装置布置在连接器壳体内部，用于监测在至少一个第一和/或第二弹簧接触元件处的温度。特别地，温度感测装置布置在接触区域附近，优选地与接触区域直接相对，在该接触区域中(在安装状态下)，第一弹簧接触元件与细长的DC配电母线的第一表面电接触。
[0010]有利地，在外壳内部提供温度感测装置并尽可能靠近弹簧触点允许在达到不可逆的临界情况之前检测开始的故障状态。换句话说，弹簧触点的材料特性的潜在损失可以在早期阶段被检测到。
[0011]根据本公开的进一步的有利方面，电力连接器还包括至少一个第二弹簧元件，该第二弹簧元件与至少一个第一和/或第二弹簧接触元件处于力传递接触。通过将温度感测装置附接到第二弹簧元件附近，可以在早期阶段检测到该部件的过热以及弹簧力的下降。
[0012]在工业生产和汽车应用的许多领域中，需要根据所感测的温度形成电输出信号的温度传感器。这种温度传感器基本包括与待监测的介质接触的外保护壳体，以及布置在该保护壳体内部并将所感测的温度转换成电输出信号的温度敏感元件。为了实现快速的响应时间和精确测量，必须在温度敏感元件和外部介质之间提供特别好的导热连接，使得温度敏感元件位置处的温度尽可能精确地反映保护壳体外部的温度。
[0013]很明显，任何合适类型的温度感测元件都可以用于温度感测装置。例如，所述温度感测元件包括电阻温度检测器(RTD)、热敏电阻或硅基温度传感器。
[0014]特别地，使用单晶硅的硅IC传感器允许IC(集成电路)增强的片上制造。然而，IC过程的使用也将硅基温度传感器的操作限制在约150℃的上限。通常使用两种类型的硅传感器：基于体电荷传导的扩展电阻和pn结电压差。此外，基于陶瓷氧化物组合物的热敏电阻被制造成显示出NTC或PTC(负或正温度系数)电阻特性，其中传感器的电阻随着温度升高而降低或增加多个数量级。NTC传感器为温度测量提供了许多优势，例如小尺寸、持久稳定性、高准确度和精确度。在所谓的RTD(电阻式温度检测器)高温传感器中，铂膜感测元件被印刷，然后嵌入氧化铝
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陶瓷层状结构内部。铂元素的电阻随着温度的增加而线性增加。
[0015]热电偶传感器由两种不同的金属构成，在一端彼此连接。温度是在这个分支处测量的。这两种金属产生小电压，其可以通过控制系统被测量和评估。不同的金属单独绝缘，在护套的帮助下，保持紧密的双线配置。热电偶传感器的优点是工作温度范围宽，在整个范围内灵敏度基本恒定，并可提供合适的小型化尺寸。
[0016]有利地，温度感测装置可以包括至少一个温度感测元件，该温度感测元件由正温度系数PTC热敏电阻、和/或负温度系数NTC热敏电阻、和/或非线性热敏电阻、和/或热电传感器和/或双金属传感器形成。
[0017]为了提供包括某种程度智能的智能连接器，温度感测装置形成为包括用于产生数字输出信号的模数转换器的集成部件。
[0018]作为使用输出指示温度的信号的换能器元件的替代方案，温度感测装置可以包括用于监测至少一个第一和/或第二弹簧接触元件处的电流值的电流感测单元，以及可操作用于从感测的电流值计算温度的评估单元。
[0019]由于主电流会产生磁场，因此可以在接触区域放置一个或多个线圈状传感器来测
量磁场的功率，如果某个区域的场变弱，则表明由于较高接触电阻，电流会下降—这表明散热造成了能量损失。当然，也可以使用任何其他磁场传感器，例如霍尔效应传感器。
[0020]根据另一有利示例，温度感测装置包括单独封装的传感器单元，该传感器单元布置成与至少一个第一和/或第二弹簧接触元件直接机械接触。这允许使用预制部件，甚至改造现有的连接器。
[0021]可替代地，根据本公开的温度感测装置的组件也可以实现为所谓的MID部件。MID是术语“模制互连装置”的缩写，包括由改性聚合材料注射模制的三维电路载体。这种改性可以允许激光激活电路载体表面上的电路轨迹。被激活的区域在化学金属化浴中被金属化，以便构建导电轨迹，该轨迹因此延伸到第三维中。除了激光直接结构化(LDS)技术(增材以及减材)之外，还可以使用二次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于接触细长的DC配电母线(116)的电力连接器，该电力连接器(104)包括：连接器壳体(124)，其具有用于部分接收细长的DC配电母线(116)的插座(105)，至少一个第一弹簧接触元件(128A),其布置在插座(105)的第一侧，使得其能够以接触区域压到细长的DC配电母线(116)的第一表面(120)；至少一个第二弹簧接触元件(128B),其可被压到细长的DC配电母线(116)的与第一表面(120)相对的第二表面(122),其中至少一个第二弹簧接触元件(128B)布置在插座(105)的与第一侧相对的第二侧；温度感测装置(130)，其布置在连接器壳体(124)内部，用于监测在至少一个第一和/或第二弹簧接触元件(128A、128B)处的温度。2.根据权利要求1所述的电力连接器，还包括至少一个第二弹簧元件(132)，其与所述至少一个第一和/或第二弹簧接触元件(128A、128B)处于力传递接触。3.根据权利要求1或2所述的电力连接器，其中，所述温度感测装置(130)包括至少一个温度感测元件，所述温度感测元件由正温度系数PTC热敏电阻、和/或负温度系数NTC热敏电阻、和/或非线性热敏电阻、和/或热电传感器和/或双金属传感器形成。4.根据权利要求3所述的电力连接器，其中，所述温度感测装置形成为包括用于产生数字输出信号的模数转换器的集成部件(142)。5.根据前述权利要求中任一项所述的电力连接器，其中，所述温度感测装置(130)包括电流感测单元和评估单元，所述电流感测单元用于监测在所述至少一个第一和/或第二弹簧接触元件处的电流值，所述评估单元可操作用于根据所感测的电流值来计算温度。6.根据前述权利要求中任一项所述的电力连接器，其中，所述温度感测装置(130)包括单独封装的传感器单元，所述传感器单元布置成与所述至少一个第一和/或第二弹簧接触元件(128A、128B)直接机械接触。7.根据前述权利要求中任一项所述的电力连接器，其中，所述连接器壳体(124)至少部分地形成为模制互连装置MID，其具有多个导电引线(144)，并且其中，所述温度感...

【专利技术属性】
技术研发人员：F科伊茨，I罗森伯格，
申请(专利权)人：泰连德国有限公司，
类型：发明
国别省市：