DE19632732A1 - Temperature measuring unit with signal coupling element between heat source and temperature sensor - Google Patents

Temperature measuring unit with signal coupling element between heat source and temperature sensor

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Karl Dipl Phys Jakob
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Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects

Abstract

The temperature measuring system has a signal coupling element (6), between a heat source, or sink (2), and a temperature sensor. The signal coupling element is an electrically insulated, good heat conducting rod, which is connected on one side with the heat source or sink, and at the other side with a temperature sensor (4) in a heat conducting connection. The endface (6.1) of the heat conducting rod (6) is provided with an electrically conducting coating. The coating connects with the temperature sensor (4), and is joined electrically to earth potential, across an electrical conductor (7) with low temperature conductivity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperaturmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a temperature measuring device according to the Preamble of the first claim.

Eine bekannte Temperaturmeßeinrichtung dieser Art (DE 90 11 023 U1) weist als Signalkoppelelement zu einem in einem gekapselten Schaltfeld angeordneten strom- und spannungsführenden elektrischen Bauteil einen Lichtwellenleiter auf, der gasdicht durch das gasdichte Schaltfeldgehäuse nach außen geführt ist und an seinem außen liegenden Ende mit einem als Temperatursensor wirkenden Infrarot-Temperaturmeßgerät koppelbar ist. Abgesehen davon, daß die Infrarotstrahlung des auf seine Temperatur zu überwachenden Bauteils abhängig ist von den Emissionseigenschaften des dafür verwendeten Materials, ist das Infrarotmeßgerät technisch sehr aufwendig und damit teuer. Zudem muß ein Lichtwellenleiter zur Anwendung gelangen, der für Infrarotstrahlung nur eine geringe Dämpfung besitzt.A known temperature measuring device of this type (DE 90 11 023 U1) has as a signal coupling element to an in an encapsulated panel arranged current and live electrical component an optical fiber gas-tight through the gas-tight panel housing is guided on the outside and at its outer end with a acting as a temperature sensor infrared temperature measuring device can be coupled. Apart from the fact that the infrared radiation of the the temperature of the component to be monitored depends on the emission properties of the material used for this the infrared measuring device is technically very complex and therefore expensive. In addition, an optical fiber must be used for Infrared radiation has only a low attenuation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturmeß­ einrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs zu schaffen, die mit geringem technischen Aufwand zu realisieren ist.The invention has for its object a temperature measurement device according to the preamble of the first claim create that with little technical effort is.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.This object is achieved according to the invention by characterizing features of the first claim.

Bei einer Ausgestaltung einer Temperaturmeßeinrichtung gemäß der Erfindung wird der für die elektrische Isolation erforderliche Abstand zwischen dem sich durch Stromleitung erwärmenden, spannungsführenden Bauteil und einem Temperatursensor durch einen elektrisch isolierenden, jedoch gut wärmeleitenden Stab überbrückt und der Temperatursensor unmittelbar mit dem dem spannungsführenden Bauteil abgewandten Ende des Stabes in wärmeleitende Verbindung gebracht. Als Temperatursensor kann dabei in einfacher Weise ein üblicher Platinsensor, ein Bimetallschaltelement oder dergleichen verwendet werden. Von dort können elektrische Leitungen oder bei Verwendung eines hydraulisch wirkenden Temperatursensors auch eine hydraulische Steuerleitung zu einem Auswertegerät geführt werden, das bei überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwertes eine Verminderung oder Abschaltung des das überwachte Bauteil durchfließenden Stromes steuert.In one embodiment of a temperature measuring device according to the invention is that for electrical insulation  required distance between yourself through power line warming, live component and one Temperature sensor through an electrically insulating, however bridges the thermally conductive rod and the temperature sensor directly with the component facing away from the live component Bring the end of the rod into heat-conducting connection. As Temperature sensor can be a common one in a simple manner Platinum sensor, a bimetal switching element or the like be used. From there, electrical lines or when using a hydraulically acting temperature sensor also a hydraulic control line to an evaluation device be carried out when a predetermined value is exceeded Temperature value a decrease or shutdown of the controlled component flowing current controls.

Der nichtmetallische, elektrisch isolierende Stab besteht vorzugsweise aus Aluminiumnitrid AlN, Berylliumoxid BeO, Aluminiumoxyd Al2O3, Siliziumcarbid SiC, Diamant, Metallkeramik, einem Polymere oder dergleichen. Zur möglichst guten thermischen Anbindung der Stabenden an den Temperatursensor bzw. das elektrische Bauteil, das insbesondere eine Kupfer- oder Aluminium-Sammelschiene ist, zu erreichen, stehen diese Enden über zwischengefügte Wärmeleitpaste in wärmeleitender Verbindung mit dem Bauteil. Das mit dem Temperatursensor verbundene Ende des Stabes wird gegebenenfalls zusätzlich mit einem elektrisch leitenden Belag versehen, der über einen elektrischen Leiter mit geringer Temperaturleitfähigkeit mit Massepotential verbunden ist. Hierdurch wird ein elektrischer Spannungsaufbau durch kapazitive Auskopplung vermieden, durch den der Temperatursensor auf ein erhöhtes elektrisches Spannungspotential gebracht werden könnte. Anstatt einer unmittelbaren elektrischen Verbindung kann dieser Belag jedoch auch über einen Überspannungsableiter an Massepotential angeschaltet werden, um diese Potentialfläche gegen kapazitive Auskopplung von transienten Überspannungen zu schützen. The non-metallic, electrically insulating rod is made preferably made of aluminum nitride AlN, beryllium oxide BeO, Aluminum oxide Al2O3, silicon carbide SiC, diamond, Metal ceramic, a polymer or the like. As possible good thermal connection of the rod ends to the Temperature sensor or the electrical component, in particular a copper or aluminum busbar can be reached, these ends are placed in between thermal paste thermally conductive connection with the component. That with the Temperature sensor connected end of the rod will if necessary additionally provided with an electrically conductive covering that over an electrical conductor with low Thermal conductivity is connected to ground potential. This causes an electrical voltage build-up capacitive decoupling avoided by the Temperature sensor on an increased electrical Potential could be brought. Instead of one However, this covering can have direct electrical connection also via a surge arrester at ground potential be switched on to this potential surface against capacitive Protect decoupling of transient overvoltages.  

Außerdem können die Enden des Stabes mit Feld-Steuerelektroden zur Steuerung des elektrischen Feldes versehen werden, um bei geringer Stablänge eine optimale Spannungsfestigkeit zu erzielen. Der Belag dient gleichzeitig aber auch dazu, die optimale Wärmeankopplung des Temperatursensors über den gesamten Stabquerschnitt sicherzustellen.The ends of the rod can also be equipped with field control electrodes to control the electric field to be provided at Optimal dielectric strength due to the short rod length achieve. The topping also serves at the same time, the optimal heat coupling of the temperature sensor via the ensure the entire cross section of the rod.

Damit eine möglichst genaue Abbildung der am Bauteil herrschenden Temperatur am Temperatursensor erreicht wird, ist der Stab an seiner Mantelfläche von einer gut wärmeisolierenden, elektrisch nicht leitenden Umhüllung dicht umschlossen. Wärmeverluste über die Länge des Stabes werden daher auf ein Minimum reduziert. Dabei kann diese Umhüllung als mechanisch tragender elektrischer Isolatorkörper ausgebildet werden, so daß insgesamt ein Stützisolator geschaffen wird, mittels dem das elektrische Bauteil mechanisch an Massepotential führenden Gerüstteilen einer Schaltanlage gehalten werden kann. Hierzu ist der Isolierkörper im Bereich der Stabenden vorzugsweise mit Befestigungsarmaturen ausgestattet, von welchen insbesondere die dem spannungsführenden Bauteil zugewandte Armatur thermisch mit dem Stab gekoppelt ist. Derartige Armaturen bestehen aus Metallteilen, mit welchen das jeweilige Bauteil verschraubt ist.So that the most accurate possible representation of the component prevailing temperature at the temperature sensor is reached the rod on its outer surface of a good heat-insulating, electrically non-conductive sheath tight enclosed. Heat loss will be along the length of the rod therefore reduced to a minimum. This wrapping can be used as mechanically supporting electrical insulator body formed so that a total of a post insulator is created, by means of which the electrical component mechanically Scaffolding parts of a switchgear that carry ground potential can be held. For this purpose, the insulating body is in the area the rod ends preferably with fastening fittings equipped, of which in particular the live component facing valve thermally with the Rod is coupled. Such fittings consist of Metal parts with which the respective component is screwed is.

Um die Spannungsfestigkeit des Stabes an unterschiedliche Span­ nungswerte anpassen zu können, kann der Stab aus in axialer Richtung mechanisch aneinandergefügten Einzelstücken aufgebaut werden, die verlötet oder verschweißt bzw. verklebt werden können.To the dielectric strength of the rod to different chip The rod can be adjusted in axial direction Mechanically assembled individual pieces which are soldered or welded or glued can.

Der wärmeleitende Stab ist insbesondere an seinem mit dem Temperatursensor verbundenen Ende gegenüber der benachbarten Stirnfläche des ihn umgebenden Isolierkörpers zurückgesetzt, jedoch über einen angepaßten, diese Stirnfläche durchsetzenden Kanal zugänglich. In diesem Kanal kann der Überspannungs­ ableiter und auch der Temperatursensor verdeckt angeordnet und durch denselben die Verbindungsleitung des Temperatursensors nach außen zu einem Auswertegerät geführt werden. Es ist aber auch möglich, zwischen den Stab und den Temperatursensor einen gut wärmeleitenden Metallstab einzufügen, wenn der Temperatur­ sensor an entfernter Stelle zugänglich sein soll. Bei Verwendung eines mit einem wärmeleitenden Stab versehenen Stützisolators kann auch eine gasdichte Durchführung durch Wandungen von z. B. isoliergasgefüllten Schaltfeldern erzielt werden. Hierzu braucht lediglich das Stirnende der Umhüllung, das dem Temperatursensor benachbart ist, mit einer konzentrisch zum Stab verlaufenden Ringdichtung versehen zu werden, die gasdicht auf die Innenseite der Gehäusewandung aufgesetzt wird, durch die die Verbindungsleitung des Temperatursensors nach außen geführt werden soll. Dabei ist der wärmeleitende Stab gasdicht vom Isolierkörper umhüllt.The heat-conducting rod is particularly on its with the Temperature sensor connected end opposite the neighboring one End face of the insulating body surrounding it, however via an adapted, penetrating this face Channel accessible. In this channel the surge can arrester and the temperature sensor are concealed and  through the same the connecting line of the temperature sensor to the outside of an evaluation device. But it is also possible one between the rod and the temperature sensor good heat-conducting metal rod to insert when the temperature sensor should be accessible at a remote location. At Use of a provided with a heat-conducting rod Post insulators can also be gas-tight Walls of z. B. achieved insulating gas-filled panels will. All that is needed is the front end of the casing, which is adjacent to the temperature sensor, with a concentric to be provided to the rod gasket which is placed gas-tight on the inside of the housing wall, through the connecting line of the temperature sensor to be led outside. Here is the heat-conducting rod gas-tightly encased by the insulating body.

Im übrigen kann der am Ende des wärmeleitenden Stabes ermittelte Meßwert zur Erreichung einer höheren Genauigkeit mit der Umgebungstemperatur der Anordnung kompensiert werden. Dabei wird zusätzlich eine Eichkurve der Temperatur am Stabende in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur aufgenommen. Hierfür ist ein zweiter Temperatursensor nötig, der die Umgebungstemperatur der Anordnung mißt. Im Auswertegerät wird dann die entsprechende Eichkurve hinterlegt und der vom Temperatursensor ermittelte Meßwert entsprechend korrigiert. Ohne Außentemperaturkompensation kann die Anordnung auf der Basis von Versuchen geeicht werden. Dazu wird die Funktionstemperatur am Stabende zu Leitertemperatur gemessen und bei Anwendung digitaler Auswertegeräte in Speicherbausteinen bzw. bei Anwendung analoger Auswertegeräte durch Kalibrierhilfen wie z. B. Potentiometern und dergleichen so hinterlegt, daß das Ausgangssignal der Meßeinrichtung die Leitertemperatur mit ausreichender Genauigkeit wiedergibt.Otherwise, the end of the heat-conducting rod determined measured value to achieve a higher accuracy with the ambient temperature of the arrangement can be compensated. Here a calibration curve of the temperature at the end of the rod is also added Dependence on the ambient temperature added. Therefor a second temperature sensor is required, which Measures ambient temperature of the arrangement. In the evaluation device then the corresponding calibration curve is deposited and that of Temperature sensor determined measured value corrected accordingly. Without outside temperature compensation, the arrangement on the Based on tests. For this, the Functional temperature measured at the rod end to the conductor temperature and when using digital evaluation devices in Memory modules or when using analog evaluation devices through calibration aids such as B. potentiometers and the like deposited so that the output signal of the measuring device Reproduces conductor temperature with sufficient accuracy.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is based on the schematic diagrams of Exemplary embodiments explained in more detail.  

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Temperaturmeßeinrichtung mit einem in einen Stützisolator integrierten wärmeleitenden Stab und Temperatursensor, Fig. 1 a temperature measuring device with a built-in a support insulator thermally conductive rod and temperature sensor,

Fig. 2 eine um einen Überspannungsableiter erweiterte, umgebungstemperaturkompensierte Meßeinrichtung und Fig. 2 an expanded with a surge arrester, ambient temperature compensated measuring device and

Fig. 3 einen Stützisolator mit integriertem wärmeleitenden Stab und einer Dichtungsanordnung an einer Stirnseite. Fig. 3 shows a post insulator with an integrated heat-conducting rod and a sealing arrangement on one end face.

In einem nur durch eine Gehäusewand 1 angedeuteten Schaltgerät, insbesondere einem gasdicht abgeschlossenen, gasisolierten Schaltfeld befindet sich ein für Stromführung vorgesehenes, spannungsführendes, als Wärmequelle oder Wärmesenke wirkendes Bauteil 2, das vorliegend als einfacher Sammelschienenleiter dargestellt ist, das jedoch auch ein Schaltkontaktstück oder dergleichen, sich bei Stromfluß erwärmendes Bauelement sein kann. Das Bauteil 2 ist mittels eines Stützisolators 3 gegenüber der Gehäusewand 1 festgelegt. Hierzu weist der Stützisolator 3 an seinen dem Bauteil 2 bzw. der Gehäusewand 1 zugewandten Stirnseiten jeweils eine nicht dargestellte Befestigungsarmatur auf, über welche eine feste mechanische Verbindung mit der Gehäusewand 1 bzw. dem Bauteil 2 hergestellt ist.In a switching device, which is only indicated by a housing wall 1 , in particular a gas-tight, gas-insulated switching field, there is a voltage-carrying component 2 , which is provided for current conduction and acts as a heat source or heat sink, which is shown here as a simple busbar conductor, but which also has a switching contact piece or the like, can be a heating component when current flows. The component 2 is fixed relative to the housing wall 1 by means of a support insulator 3 . For this purpose, the support insulator 3 has on its end faces facing the component 2 or the housing wall 1 in each case a fastening fitting, not shown, by means of which a firm mechanical connection to the housing wall 1 or the component 2 is established.

Bei Stromdurchgang erwärmen sich entsprechende elektrische Bauteile und können dabei auch unzulässig hohe Temperaturen erreichen. Um hier eine einfache Temperaturüberwachung zu ermöglichen, ist eine Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen, die einen Temperatursensor 4 und ein geeignetes Auswertegerät 5 mit einer optischen oder elektrischen Meßwertausgabe umfaßt. Um dabei als Temperatursensor übliche unaufwendige Elemente wie Platinsensoren, Bimetallsensoren, Bimetallschalter, Flüssigkeitsthermoschalter oder dergleichen sowohl bei Nieder-, Mittel- oder Hochspannungsschaltgeräten verwenden zu können, ist zwischen das stromführende elektrische Bauteil 2 und den Temperatursensor 4 ein Signalkoppelelement eingeschaltet, das aus einem elektrisch isolierenden, gut wärmeleitenden Stab 6 besteht, der unmittelbar thermisch einerseits mit dem als Wärmequelle oder Wärmesenke wirkenden elektrischen Bauteil 2 und andererseits mit dem Temperatursensor 4 in wärmeleitender Verbindung steht. Um eine elektrische Aufladung infolge von kapazitiven Strömen an der mit dem Temperatursensor 4 verbundenen Stirnseite 6.1 des Stabes 6 zu vermeiden und eine gute Ankopplung des Temperatursensors 4 an den gesamten Querschnitt des Stabes 6 zu erreichen, ist zumindest diese Stirnseite 6.1, vorzugsweise aber auch die dem Bauteil 2 zugewandte Stirnseite 6.2 mit einem elektrisch und thermisch gut leitenden Belag versehen, der unmittelbar auf die Stirnseiten 6.1, 6.2 aufgebracht ist. Dieser vorzugsweise metallische Belag koppelt den Temperatursensor 4 somit thermisch mit dem gesamten Querschnitt des Stabes 6 und ist zusätzlich über einen elektrischen Leiter mit geringer Temperaturleitfähigkeit, also einem dünnen oder langen Draht an Massepotential, vorwiegend an die Gehäusewand 1 angeschlossen. Der Stab weist eine hohe elektrische Durch­ schlagsspannungsfestigkeit auf und besteht insbesondere aus Aluminiumnitrid AlN, Berylliumoxyd BeO, Aluminiumoxyd Al2O3, Siliziumcarbid SiC, Diamant, einer Metallkeramik, einem hochwärmeleitenden Polymere oder dergleichen. Um eine möglichst gute thermische Anbindung des Stabes an das Bauteil 2 wie an den Temperatursensor 4 zu erreichen, ist auf den stirnseitigen Belag vorzugsweise eine Wärmeleitpaste aufgetragen, die sonst vorhandene Luftspalte überbrückt. Der Temperatursensor 4 kann jedoch auch in den Stab eingebettet oder mit dem stirnseitigen Belag verlötet oder verklebt sein.Corresponding electrical components heat up when current is passed and can also reach impermissibly high temperatures. In order to enable simple temperature monitoring here, a temperature measuring device is provided which comprises a temperature sensor 4 and a suitable evaluation device 5 with an optical or electrical measured value output. In order to be able to use common, inexpensive elements such as platinum sensors, bimetallic sensors, bimetallic switches, liquid thermal switches or the like for low, medium or high-voltage switching devices as a temperature sensor, a signal coupling element is connected between the current-carrying electrical component 2 and the temperature sensor 4 , which consists of an electrically insulating , There is a good heat-conducting rod 6 , which is thermally directly connected on the one hand with the electrical component 2 acting as a heat source or heat sink and on the other hand with the temperature sensor 4 . To a result of capacitive currents to the connected to the temperature sensor 4 end face of 6.1 to avoid electrical charging of the rod 6 and to achieve a good coupling of the temperature sensor 4 at the entire cross section of the rod 6, at least this front side 6.1, and also preferably the the End face 6.2 facing component 2 is provided with an electrically and thermally highly conductive coating which is applied directly to the end faces 6.1 , 6.2 . This preferably metallic coating thus thermally couples the temperature sensor 4 to the entire cross section of the rod 6 and is additionally connected primarily to the housing wall 1 via an electrical conductor with low temperature conductivity, that is to say a thin or long wire to ground potential. The rod has a high dielectric strength and consists in particular of aluminum nitride AlN, beryllium oxide BeO, aluminum oxide Al2O3, silicon carbide SiC, diamond, a metal ceramic, a highly thermally conductive polymer or the like. In order to achieve the best possible thermal connection of the rod to the component 2 and to the temperature sensor 4 , a heat-conducting paste is preferably applied to the front covering, which bridges air gaps that are otherwise present. However, the temperature sensor 4 can also be embedded in the rod or soldered or glued to the end facing.

Der für sich funktionsfähige Stab 6 ist vorliegend in den Stützisolator 3 integriert, wobei der Stützisolator 3 eine den Stab thermisch isolierende Umhüllung bildet, die eine Wärme­ abstrahlung über seine Mantelfläche weitgehend verhindert. Dadurch wird an der Stirnseite 6.1 eine weitgehend lineare Abbildung der Temperaturverhältnisse im Bauteil 2 erreicht. The functioning itself rod 6 is present integrated in the supporting insulator 3, wherein the support insulator 3 forms a thermally insulating the rod cladding, the radiation heat, via its lateral surface substantially prevented. A largely linear mapping of the temperature conditions in component 2 is thereby achieved on the end face 6.1 .

Zudem stellt der Stützisolator 3 eine zuverlässige Halterung für den Stab 6 dar, so daß besondere Hilfsmittel für seine Halterung entfallen. Der Stab 6 ist dabei an seinem dem Temperatursensor 4 zugewandten Ende 6.1 kürzer als die durch den Stützisolator 3 gebildete Umhüllung, wobei von dieser Stirnseite 6.1 aus ein freier Kanal 8 durch den Stützisolator 3 bis zu dessen benachbarter Stirnfläche 3.1 führt. Durch diesen Kanal läuft der elektrische Leiter 7 wie die elektrische oder hydraulische Leitung 9, welche mit dem Auswertegerät 5 verbunden ist.In addition, the support insulator 3 represents a reliable holder for the rod 6 , so that special aids for its holder are omitted. The rod 6 at its end 6.1 facing the temperature sensor 4 is shorter than the sheath formed by the support insulator 3 , a free channel 8 leading from this end face 6.1 through the support insulator 3 to its adjacent end face 3.1 . The electrical conductor 7 runs through this channel, like the electrical or hydraulic line 9 , which is connected to the evaluation device 5 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht der wärmeleitende Stab aus in axialer Richtung mechanisch aneinandergefügten Einzelstücken 6.3, die durch Löten, Schweißen oder Kleben thermisch gut leitend verbunden sind. Durch Aneinanderfügen einer entsprechenden Anzahl solcher Einzelteile kann die elektrische Durchschlagfestigkeit des Stabes an den jeweils gegebenen Spannungsbereich des zu überwachenden Bauteils 2 angepaßt werden. Anstelle oder zusätzlich zu den Belägen an den Stirnseiten 6.1 und 6.2 können dort Feldsteuerelektroden 10 angesetzt werden, die eine gleichmäßige Verteilung des elektrischen Feldes in der Umgebung des Stabes und insbesondere im Stützisolator 3 bewirken, so daß der Stab 6 entsprechend elektrisch entlastet wird. Außerdem kann der Leiter 7 durch einen Überspannungsableiter 11 ersetzt werden, so daß der zugehörige stirnseitige Belag bzw. die Steuerelektrode 10 gegen kapazitiver Auskopplung von transienten Überspannungen geschützt sind.In the embodiment according to FIG. 2, the heat-conducting rod consists of individual pieces 6.3 mechanically joined together in the axial direction, which are thermally well-connected by soldering, welding or gluing. By joining together a corresponding number of such individual parts, the dielectric strength of the rod can be adapted to the given voltage range of the component 2 to be monitored. Instead of or in addition to the coverings on the end faces 6.1 and 6.2 , field control electrodes 10 can be attached there, which effect a uniform distribution of the electric field in the vicinity of the rod and in particular in the post insulator 3 , so that the rod 6 is correspondingly relieved of electrical stress. In addition, the conductor 7 can be replaced by a surge arrester 11 , so that the associated frontal covering or the control electrode 10 are protected against capacitive decoupling of transient overvoltages.

Daneben ist es auch möglich, zur Erhöhung der Meßgenauigkeit die Umgebungstemperatur im Bereich des Stabes 6 zu kompen­ sieren. Hierzu ist räumlich entfernt vom Temperatursensor 4 an der Gehäusewand 1 ein Umgebungstemperatursensor 12 vorgesehen, dessen Ausgangssignal als Korrektursignal dem vom Temperatur­ sensor 4 gesteuerten Auswertegerät 5 zugeführt wird. Dabei wird zusätzlich im Auswertegerät eine Eichkurve der Temperatur am dem Temperatursensor 4 zugeordneten Stabende in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur aufgenommen, wozu der Umgebungs­ temperatursensor 12 verwendet wird.In addition, it is also possible to compensate the ambient temperature in the area of the rod 6 to increase the measuring accuracy. For this purpose, an ambient temperature sensor 12 is provided at a distance from the temperature sensor 4 on the housing wall 1 , the output signal of which is fed as a correction signal to the evaluation device 5 controlled by the temperature sensor 4 . In addition, a calibration curve of the temperature at the rod end assigned to the temperature sensor 4 is recorded in the evaluation device as a function of the ambient temperature, for which purpose the ambient temperature sensor 12 is used.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der wärmeleitende, elektrisch isolierende Stab 6 durch einen axial angesetzten, durch den Kanal 8 nach außen geführten Metallstab 13 verlängert. Dieser Metallstab 13 steht wieder in guter wärmeleitender Verbindung mit dem Stab 6 und trägt an seinem freien Ende den Temperatursensor 4. Diese Anordnung ist zweckmäßig, wenn der Temperatursensor 4 außerhalb des Kanals 8 frei zugänglich angeordnet sein soll. Es ist jedoch auch möglich, den Stab 6 selbst so lang auszubilden, daß er die Stirnfläche 3.1 des Stützisolators 3 in entsprechender Weise durchgreift. Dabei ist in die Stirnfläche 3.1 noch eine Ring­ dichtung 14 eingefügt, die den Kanal 8 bzw. den Metallstab 13 oder den Stab 6 konzentrisch umschließt und in dichtender Anlage mit der Gehäusewand 1 steht. Dadurch kann eine gasdichte Ausführung der Verbindungsleitung 9 bzw. des Metallstabs 13 oder des Stabs 6 durch einen Durchbruch 14 der Gehäusewand 1 hindurch vorgenommen werden, nachdem der Stab 6 gasdicht vom Stützisolator 3 umschlossen ist. Da der Stützisolator 3 insbesondere aus Epoxydharz, Silikonkautschuk oder dergleichen spritz- oder gießbarem Kunststoff bestehen kann, der bei hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit eine geringe Wärmeleitung bei guter Anbindung an das Material des Stabes erlaubt, läßt sich die nötige Isolationsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit zwischen Leiterpotential und Erdpotential in einfacher Weise realisieren.In the embodiment according to FIG. 3, the heat-conducting, electrically insulating rod 6 is extended by an axially attached metal rod 13 which is guided outwards through the channel 8 . This metal rod 13 is again in good heat-conducting connection with the rod 6 and carries the temperature sensor 4 at its free end. This arrangement is expedient if the temperature sensor 4 is to be arranged freely accessible outside the channel 8 . However, it is also possible to design the rod 6 itself so long that it engages through the end face 3.1 of the support insulator 3 in a corresponding manner. In this case, a ring seal 14 is inserted in the end face 3.1 , concentrically enclosing the channel 8 or the metal rod 13 or the rod 6 and in sealing contact with the housing wall 1 . As a result, the connecting line 9 or the metal rod 13 or the rod 6 can be made gas-tight through an opening 14 in the housing wall 1 after the rod 6 is enclosed in a gas-tight manner by the support insulator 3 . Since the support insulator 3 can be made in particular of epoxy resin, silicone rubber or the like injectable or pourable plastic, which, with a high dielectric strength, allows low heat conduction with good connection to the material of the rod, the necessary insulation resistance and tracking resistance between conductor potential and earth potential can be achieved more easily Realize wisely.

Ein Stützisolator mit integriertem, gut wärmeleitendem Stab, der dicht vom elektrischen Isolierkörper des Stützisolators umgeben ist, eignet sich somit in bevorzugter Weise für die Verwendung mit einer Temperaturmeßeinrichtung.A post insulator with an integrated, good heat-conducting rod, which is tight from the electrical insulator of the post insulator is therefore suitable in a preferred manner for the Use with a temperature measuring device.

Claims (17)

1. Temperaturmeßeinrichtung mit einem Signalkoppelelement zwischen einer Wärmequelle/-senke und einem Temperatursensor, insbesondere für Temperaturmessungen an strom- und spannungs­ führenden Bauteilen wie Sammelschienen, Schaltkontakten und dergleichen in Nieder-, Mittel- oder Hochspannungsschaltanlagen oder Schaltgeräten, vorzugsweise für Temperaturen bis etwa 300°C, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalkoppelelement ein elektrisch isolierender, gut wärmeleitender Stab (6) ist, der einerseits mit der Wärmequel­ le/-senke (2) und andererseits mit dem Temperatursensor (4) in wärmeleitender Verbindung steht.1. Temperature measuring device with a signal coupling element between a heat source / sink and a temperature sensor, in particular for temperature measurements on current and voltage-carrying components such as busbars, switch contacts and the like in low, medium or high voltage switchgear or switchgear, preferably for temperatures up to about 300 ° C, characterized in that the signal coupling element is an electrically insulating, good heat-conducting rod ( 6 ) which is on the one hand with the heat source / sink ( 2 ) and on the other hand with the temperature sensor ( 4 ) in a heat-conducting connection. 2. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die mit dem Temperatursensor (4) verbundene Stirnseite (6.1) des Stabes (6) mit einem elektrisch leitenden Belag versehen ist.2. Temperature measuring device according to claim 1, characterized in that at least the end face ( 6.1 ) of the rod ( 6 ) connected to the temperature sensor ( 4 ) is provided with an electrically conductive coating. 3. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Temperatursensor (4) verbundene Belag über einen elektrischen Leiter (7) mit geringer Temperaturleitfähigkeit elektrisch an Massepotential angeschaltet ist.3. Temperature measuring device according to claim 2, characterized in that the coating connected to the temperature sensor ( 4 ) is electrically connected to ground potential via an electrical conductor ( 7 ) with low temperature conductivity. 4. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den mit dem Temperatursensor (4) versehenen Belag- oder an eine Steuerelektrode (10) ein Überspannungsableiter (11) angeschlossen ist, der gegen Massepotential geschaltet ist.4. Temperature measuring device according to claim 2, characterized in that a surge arrester ( 11 ) is connected to the covering or provided with the temperature sensor ( 4 ) or to a control electrode ( 10 ), which is connected to ground potential. 5. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (6.1, 6.2) des Stabes (6) mit Steuerelektro­ den (10) zur Steuerung des elektrischen Feldes versehen sind.5. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the ends ( 6.1 , 6.2 ) of the rod ( 6 ) are provided with control electrodes ( 10 ) for controlling the electrical field. 6. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (6.1, 6.2) des Stabes (6) mittels Wärmeleitpaste thermisch an das Bauteil (2) und/oder den Temperatursensor (4) angekoppelt sind.6. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the ends ( 6.1 , 6.2 ) of the rod ( 6 ) are thermally coupled to the component ( 2 ) and / or the temperature sensor ( 4 ) by means of thermal paste. 7. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Stabes (6) von einer gut wärmeisolie­ renden, elektrisch nicht leitenden Umhüllung (3) dicht umgeben ist.7. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the outer surface of the rod ( 6 ) is tightly surrounded by a well heat-insulating, electrically non-conductive sheath ( 3 ). 8. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (6) aus in axialer Richtung mechanisch aneinander­ gefügten Einzelstücken (6.3) besteht.8. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the rod ( 6 ) consists of individual pieces mechanically joined together in the axial direction ( 6.3 ). 9. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stab (6) und den Temperatursensor (4) ein gut wärmeleitender Metallstab (13) eingefügt ist.9. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that between the rod ( 6 ) and the temperature sensor ( 4 ) a good heat-conducting metal rod ( 13 ) is inserted. 10. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (4, 13) gasdicht durch eine Gehäusewand (1) eines gekapselten Schaltfeldes geführt ist.10. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the rod ( 4 , 13 ) is guided gastight through a housing wall ( 1 ) of an encapsulated control panel. 11. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnende (3.1) der Umhüllung (3), das dem Temperatur­ sensor benachbart ist, eine konzentrisch zum Stab (6) verlaufende Ringdichtung (14) aufweist, die gasdicht auf einer Gehäusewand (1) eines gekapselten Schaltfeldes aufsitzt, durch welche eine Anschlußleitung (9) des Temperatursensors (4) hindurchgeführt ist.11. Temperature measuring device according to claim 7 or one of the following, characterized in that the front end ( 3.1 ) of the sheath ( 3 ), which is adjacent to the temperature sensor, has a concentric to the rod ( 6 ) extending ring seal ( 14 ) which is gastight a housing wall ( 1 ) of an encapsulated control panel sits through which a connecting line ( 9 ) of the temperature sensor ( 4 ) is passed. 12. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (6) an seinem dem Temperatursensor (4) zugewandten Ende (6.1) kürzer als die Umhüllung (3) ist und daß von diesem Ende (6.1) des Stabes (6) ein freier Kanal (8) durch das benachbarte Stirnende (3.1) der Umhüllung (3) geführt ist.12. Temperature measuring device according to claim 7 or one of the following, characterized in that the rod ( 6 ) at its end facing the temperature sensor ( 4 ) ( 6.1 ) is shorter than the sheath ( 3 ) and that from this end ( 6.1 ) of the rod ( 6 ) a free channel ( 8 ) is guided through the adjacent end face ( 3.1 ) of the casing ( 3 ). 13. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Kanal (8) eine Leitungsverbindung (9) vom Temperatursensor (4) zu einem Auswertegerät (5) geführt ist.13. Temperature measuring device according to claim 12, characterized in that a line connection ( 9 ) from the temperature sensor ( 4 ) to an evaluation device ( 5 ) is guided through the channel ( 8 ). 14. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß räumlich entfernt vom Temperatursensor (4) ein Umgebungs­ temperatursensor (12) angeordnet ist, dessen Ausgangssignal als Korrektursignal einem vom Temperatursensor (4) gesteuerten Auswertegerät (5) zugeführt ist.14. Temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that an ambient temperature sensor ( 12 ) is arranged spatially distant from the temperature sensor ( 4 ), the output signal of which is fed as a correction signal to an evaluation device ( 5 ) controlled by the temperature sensor ( 4 ). 15. Stützisolator zur Verwendung in einer Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein gut wärmeleitender Stab (6) dicht von einem elektrischen Isolatorkörper (3) umhüllt ist. 15. Post insulator for use in a temperature measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that a highly thermally conductive rod ( 6 ) is tightly encased by an electrical insulator body ( 3 ). 16. Stützisolator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolatorkörper (3) mit Befestigungsarmaturen ausgestattet ist, von welchen eine thermisch mit dem Stab (6) gekoppelt ist.16. Post insulator according to claim 15, characterized in that the insulator body ( 3 ) is equipped with fastening fittings, one of which is thermally coupled to the rod ( 6 ). 17. Stützisolator nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Stirnseite des Stabes (6) ein Temperatursen­ sor (4) in direkter Wärmekopplung steht.17. Post insulator according to claim 15 or 16, characterized in that with an end face of the rod ( 6 ) a Temperatursen sensor ( 4 ) is in direct heat coupling.
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