CN112567218A - 开关设备温度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种开关设备，其具有用于中压和/或高压的开关，其中，所述开关具有位于所述开关的第一侧上的第一电连接部并且具有位于所述开关的第二侧上的第二电连接部，其中，通过所述第一电连接部将中压或者高压输入开关并且通过第二电连接部将中压或者高压从所述开关输出，或者相反通过所述第二电连接部将中压或者高压输入开关并且通过第一电连接部将中压或者高压从所述开关输出，所述开关设备还具有温度测量单元，其中，所述温度测量单元具有温度测量头、温度传递元件、温度传递介质、温度转化元件和温度信号化装置。

Description

开关设备温度测量装置
本发明设计一种具有用于中压和/或高压的温度测量装置的开关装置和用于运行具有温度测量装置的开关设备的方法
在现有技术中已知在电流接头处用于中压和/或高压的开关设备的温度测量装置，所述温度测量装置基于无接触式的红外温度测量或者通过无线电传感器的接触式测量。在载流的构件上无法借助有线连接的温度传感器通过电缆连接的温度测量装置实现测量，因为在电流接头上施加有1000V以上的电压，并且因此无法保持所需的绝缘电阻。通常排除了无接触式的红外线温度计的简单使用，因为待检查的电流接头的安装方式使其在光学上并非在任何时候都能被接近以进行红外温度测量。无线电传感器较难放置并且仅能费力地进行更换，因此无法在已安装的装置的电流头处进行温度测量。
因此本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中的缺陷并且提供一种成本低廉的、可靠的并能够简单地安装的温度测量装置。
所述技术问题通过独立权利要求1及其从属权利要求解决。
一种实施例设计一种开关设备，其具有用于中压和/或高压的开关，其中，所述开关具有位于所述开关的第一侧上的第一电连接部并且具有位于所述开关的第二侧上的第二电连接部，其中，通过所述第一电连接部将中压或者高压输入开关并且通过第二电连接部将中压或者高压从所述开关输出，或者相反地，通过所述第二电连接部将中压或者高压输入开关并且通过第一电连接部将中压或者高压从所述开关输出，所述开关设备还具有温度测量单元，其中，所述温度测量单元具有温度测量头、温度传递元件、温度传递介质、温度转化元件和温度信号化装置，其中：
·温度测量头布置在第一电连接部或者第二电连接部处，
·温度传递元件连接在温度测量头上，其中，所述温度测量头这样导热地设计，使得所述温度测量头采用第一电连接部或者第二电连接部的第一温度或者接近该第一温度，并且所述温度测量头设计用于将第一温度这样传递至布置在温度传递元件中的温度传递介质中，使得所述温度传递介质采用针对第一温度的特征体积，并且由此采用特征长度，其中，所述温度传递元件和温度传递介质电绝缘地设计并且所述温度传递元件和温度传递介质具有不同的热膨胀系数，
·温度传递介质的特征体积这样作用于温度转化元件，使得所述温度转化元件产生温度信号，所述温度信号由温度信号化装置显示、信号化地表示和/或存储。
优选的是，温度传递元件具有的热膨胀系数相比于温度传递介质的热膨胀系数可以忽略不计。
也优选的是，温度转化元件包括测压器和/或压电开关和/或压力传感器和/或位移传感器。
进一步优选的是，温度信号化装置具有模拟温度显示器和/或数字温度显示器。
还优选的是，温度信号化装置具有数字温度显示器，并且所述温度信号化装置将温度信号经过处理地或者未经处理地传递给存储单元和/或通信单元。
也优选的是，所述通信单元设计用于将经过处理的或者未经处理的温度信号传递给一个或者多个中央式或者分散式计算机。尤其优选的是，经过处理的或者未经处理的温度信号在云应用中存储或者进一步处理。进一步尤其优选的是，云应用基于一个或者多个开关设备、尤其是多个未相互通信的开关设备的经过处理的或者未经处理的温度信号确定所述开关设备的状态、尤其是维护状态或者负载状态，并且在超过一个或者多个阈值时发送警告信号或者控制信号，尤其是是将警告信号发送给控制中心和/或将控制信号发送给控制中心和/或超过阈值的相关开关设备。
进一步优选的是，开关设备中的开关设计为真空开关的形式。
也优选的是，所述开关设计为气体绝缘开关设备中的气密地密封的气体绝缘开关的形式，温度测量头位于填充有绝缘气体的气体容器中，并且具有温度传递介质的温度传递元件通过通孔从气体容器中导引出来，其中，具有温度传递介质的温度传递元件气密地布置在所述通孔中。
也优选的是，具有温度传递介质的温度传递元件这样布置在通孔中，使得从通孔到具有温度传递介质的温度传递元件上的机械应力的传递最小化。
进一步优选的是，具有温度传递介质的温度传递元件具有金属唇、优选弯曲的或者波纹状的金属唇，所述金属唇使从通孔到具有温度传递介质的温度传递元件上的机械应力的传递最小化。
也优选的是，所述一个或者所述多个中央式或者分散式计算机以温度标准分析经过处理的或者未经处理的温度信号，并且在超过针对温度标准的固定的或者变化的阈值时将警告信号发送给控制室，和/或在超过针对温度标准的其它固定的或者变化的阈值时发起开关设备的断开。尤其优选的是，经过处理的或者未经处理的温度信号在云应用中存储或者进一步处理。进一步尤其优选的是，云应用基于一个或者多个开关设备、尤其是多个未相互通信的开关设备的经过处理的或者未经处理的温度信号确定所述开关设备的状态、尤其是维护状态或者负载状态，并且在超过一个或者多个阈值时发送警告信号或者控制信号，尤其是是将警告信号发送给控制中心和/或将控制信号发送给控制中心和/或超过阈值的相关开关设备。
以下示例性地借助附图阐述本发明。
图1示出了按照本发明的开关设备的正视图的示意图；
图2示出了按照本发明的开关设备的侧视图的示意图，其具有在真空开关的区域中的局部视图；
图3示出了用于按照本发明的开关设备的温度测量单元的示意图；
图4示出了具有用于按照本发明的开关设备的温度测量单元的能插入的开关的示意图。
图1示出了按照本发明的开关设备1的正视图的示意图。按照本发明的开关设备1在此示例性地由三个具有共同的卸压通道8的功率开关单元构成。三个功率开关单元的每个都在具有用于中压和/或高压的真空开关5的隔室的前方具有门3。备选的，然而在此未示出的是，也可以涉及气体绝缘的开关而不是真空开关。在用于真空开关5的隔室上方布置有低压隔室2。在门3中在此示例性地设置有开孔，通过所述开孔能够触及真空开关5的操作元件。在门3中或者在所述门3上还固定有温度信号化装置80，所述温度信号化装置尤其可以固定在真空开关5上并且能够通过第二开孔或者窗口使门被示出。在门3上、在门3后或者在门3中同样可以选择性地布置存储单元90和/或通信单元95。存储单元90和/或通信单元95备选地也可以布置在开关设备的其它位置上并且有线地和/或无线地与在此仅示意性地并且未绘制示出的温度测量装置30连接。
图2示出了按照本发明的开关设备1的侧视图的示意图，其具有在带有真空开关管9的真空开关5的区域中的局部视图；在此优选的是，开关设备1单极地或者三极地设计并且一个或者多个真空开关管9分别对应于一个极。如图1所示，在图2中也示出了共同的卸压通道8、低压隔室2和门3。
在真空开关5的区域中移除了部分侧面板，以便能够看到具有温度测量单元30的真空开关5。温度测量单元30具有温度测量头40、温度传递元件50，所述温度传递元件具有图3所示的温度传递介质60、温度转化元件70和在此导引穿过门3的温度信号化装置80。温度测量头40在该示例中布置在真空开关5的第一侧6上的第一电连接部10上。温度测量头40备选地也可以在第二侧7上布置在第二电连接部20上。温度测量头40通过温度传递元件50与温度转化元件70连接。温度转化元件70又连接在温度信号化装置80上。真空开关5在所示的示例中布置在开关设备1的能移出的平台上并且具有郁金香式接触件(Kontakttuplen)。真空开关5备选地也可以固定地安装在开关设备1中。
图3示出了用于按照本发明的例如图1和图2所示的开关设备1的温度测量单元30的示意图。所述温度测量单元30具有温度测量头40，所述温度测量头在此能够选择性地以两个温度测量头固定器件41固定在测量位置上。温度测量头固定器件41例如可以是用于螺钉、螺栓、涨圈或者夹紧导引装置的开口。温度测量头40这样设计，使得其能够采用测量位置上的温度并且传递给温度传递介质60，其中，所述温度传递介质60布置在温度传递元件50中。温度传递介质60和温度传递元件50优选具有不同的热膨胀系数，从而温度传递介质60和温度传递元件50的受热和冷却导致温度传递介质60和温度传递元件50的不同的体积膨胀，并且由此导致不同的长度变形。通过温度传递介质60和温度传递元件50的不同的体积膨胀和由此导致的不同的长度变形使作用在温度转化元件70上的压力变化，所述温度转化元件将记录的压力变化机械地、液压地、磁性地或者电学地传递给在此模拟显示的温度信号化装置80。为了能够确保对开关设备的安全性的要求，温度传递介质60和温度传递元件50不导电地设计。
图4示出了能插入的、三极的真空开关5示意图，所述真空开关具有用于按照本发明的开关设备1的温度测量单元30。温度测量头40在该示例中布置在真空开关5的第二侧7上的第二电连接部20上并且仅示例性地在真空开关5的一个极上示出。用虚线框出的区域示出散热器件45与温度测量头40和温度传递元件50的连接。
温度测量头40备选地也可以在第一侧6上布置在第一电连接部10上。作为其它的备选方案还示出了位于郁金香式引入件(Einfahrtulpe)上的温度测量头40，其在此不具有温度传递元件50。
附图标记列表
1 开关设备
2 低压隔室
3 用于中压和/或高压的真空开关前方的门
5 用于中压和/或高压的开关
6 开关(5)的第一侧
7 开关(5)的第二侧
8 卸压通道
9 真空开关管
10 第一电连接部
20 第二电连接部
30 温度测量单元
40 温度测量头
41 温度测量头固定器件
45 散热器件
50 温度传递元件
60 温度传递介质
70 温度转化元件
80 温度信号化装置
90 存储单元
95 通信单元

Claims (11)

1.一种开关设备(1)，其具有用于中压和/或高压的开关(5)，其中，所述开关(5)具有位于所述开关(5)的第一侧(6)上的第一电连接部(10)并且具有位于所述开关(5)的第二侧(7)上的第二电连接部(20)，其中，通过所述第一电连接部(10)将中压或者高压输入开关(5)并且通过第二电连接部(20)将中压或者高压从所述开关(5)输出，所述开关设备还具有温度测量单元(30)，其中，所述温度测量单元(30)具有温度测量头(40)、温度传递元件(50)、温度传递介质(60)、温度转化元件(70)和温度信号化装置(80)，
其特征在于，
·所述温度测量头(40)布置在第一电连接部(10)或者第二电连接部(20)处，
·所述温度传递元件(50)连接在温度测量头(40)上，其中，所述温度测量头(40)导热地设计，使得所述温度测量头采用第一电连接部(10)或者第二电连接部(20)的第一温度或者接近该第一温度，并且所述温度测量头(40)设计用于将第一温度传递至布置在温度传递元件(50)中的温度传递介质(60)，使得所述温度传递介质采用针对第一温度的特征体积，其中，所述温度传递元件(50)和温度传递介质(60)电绝缘地设计并且所述温度传递元件(50)和温度传递介质(60)具有不同的热膨胀系数，
·所述温度传递介质(60)的特征体积作用于温度转化元件(70)，使得所述温度转化元件(70)产生温度信号，所述温度信号由温度信号化装置(80)显示、信号化地表示和/或存储。
2.根据权利要求1所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述温度传递元件(50)具有的热膨胀系数相比于温度传递介质(60)的热膨胀系数可以忽略不计。
3.根据权利要求1或2所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述温度转化元件(70)包括测压器和/或压电开关和/或压力传感器。
4.根据权利要求1至3之一所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述温度信号化装置(80)具有模拟温度显示器和/或数字温度显示器。
5.根据权利要求4所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述温度信号化装置(80)具有数字温度显示器，并且所述温度信号化装置(80)将温度信号经过处理地或者未经处理地传递给存储单元(90)和/或通信单元(95)。
6.根据权利要求5所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述通信单元设计用于将经过处理的或者未经处理的温度信号传递给一个或者多个中央式或者分散式计算机。
7.根据前述权利要求之一所述的开关设备(1)，其特征在于，所述开关(5)设计为真空开关的形式。
8.根据前述权利要求之一所述的开关设备(1)，其特征在于，所述开关(5)设计为气密地密封的气体绝缘的开关(5)的形式，所述温度测量头(40)位于填充有绝缘气体的气体容器中，并且具有温度传递介质(60)的温度传递元件(50)通过通孔从气体容器中导引出来，其中，具有温度传递介质(60)的温度传递元件(50)气密地布置在所述通孔中。
9.根据权利要求8所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述具有温度传递介质(50)的温度传递元件(60)布置在通孔中，使得从通孔到具有温度传递介质(60)的温度传递元件(50)上的机械应力的传递最小化。
10.根据权利要求9所述的开关设备(1)，
其特征在于，所述通孔具有金属唇、优选弯曲的或者波纹状的金属唇,以便连接在具有温度传递介质(60)的温度传递元件(50)上，所述金属唇使从通孔到具有温度传递介质(60)的温度传递元件(50)上的机械应力的传递最小化。
11.用于运行根据权利要求6所述的开关设备的方法,
其特征在于，所述一个或者所述多个中央式或者分散式计算机以温度标准分析经过处理的或者未经处理的温度信号，并且在超过针对温度标准的固定的或者变化的阈值时将警告信号发送给控制室，和/或在超过针对温度标准的其它固定的或者变化的阈值时发起开关设备的断开。
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