溫度監視裝置及溫度監視方法
2023-10-23 00:09:37
溫度監視裝置及溫度監視方法
【專利摘要】本發明獲得例如金屬封閉型開關裝置的高電壓主電路導體等、對無法連接低壓控制線的導體進行溫度監視的小型且牢固的裝置。包括靠近被監視導體即高電壓主電路導體(1)來測量其溫度的溫度傳感器(6);搭載有發送器的基板(5),該發送器利用無線通信來發送該溫度傳感器(6)所獲得的溫度數據;包圍高電壓主電路導體(1)而配置的鐵心(2);以及卷繞在該鐵心(2)上、檢測對於高電壓主電路導體(1)的通電電流來啟動發送器的線圈(3),溫度傳感器(6)由絕緣物(7)保持在設置於鐵心(2)的磁路的一部分上的間隙(2a)中,此外,高電壓主電路導體(1)與鐵心(2)的配置由在鐵心(2)的兩側對鐵心(2)進行固定的一對絕緣物線軸(4)進行限制,並且上述一對絕緣物線軸(4)上架設安裝有上述線圈(3)。
【專利說明】溫度監視裝置及溫度監視方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對例如為金屬封閉型開關裝置的高電壓主電路充電部的導體的溫度進行持續監視的溫度監視裝置以及溫度監視方法。
【背景技術】
[0002]金屬封閉型開關裝置在殼體內部收納有斷路器、主母線、儀表用變流器、外部電纜等,經由斷路器、儀表用變流器以及外部電纜來從主母線向負載進行供電。通常使用引出式斷路器,並且,在斷路器上設置輪並向殼體按壓時,通過配置在殼體內的固定框的端子和斷路器的觸點來進行電連接,從而形成電路。因此,金屬封閉型開關裝置的高電壓主電路部由多個連接部以及接觸部構成。
[0003]由於高電壓主電路部的連接部通常利用螺栓來緊固,因此,輸送時因振動引起的螺栓的鬆動、安裝時的緊固不良等可能會導致連接部的接觸電阻上升,進而導致異常過熱。此外,在高電壓主電路部的接觸部上,端子與觸點之間的接觸電阻可能會因油脂的固化、雜質混入而上升,導致與連接部同樣的異常過熱。作為通常的開關裝置,例如有專利文獻I所示的開關裝置。
現有技術文獻 專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開2006-304523號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0005]為了事先預防因金屬封閉型開關裝置的高電壓主電路內的多個導體連接部和接觸部的接觸電阻增加而引起的異常過熱,定期進行維護也是一種方法,但無法定量地表示是否可靠地消除了連接部和接觸部的異常。而且定期進行維護需要停電,從而會降低設備整體的生產效率。因此,希望在高電壓主電路內的導體連接部以及接觸部上設置溫度監視裝置,利用無線通信對其輸出進行監視,由此來事先預防導體的異常過熱。而且,優選該溫度監視裝置較小且牢固。本發明意在提供適合這種用途的溫度監視裝置以及溫度監視方法。
解決技術問題所採用的技術方案
[0006]本發明所涉及的溫度監視裝置包括:靠近被監視導體來測量其溫度的溫度傳感器;搭載有發送器的基板,該發送器利用無線通信來發送該溫度傳感器所獲得的溫度數據;包圍所述被監視導體而配置的鐵心;以及卷繞在該鐵心上、檢測對於所述被監視導體的通電電流來啟動所述發送器的線圈,所述溫度傳感器由絕緣物保持在設置於所述鐵心的磁路的一部分上的間隙中,此外,所述被監視導體與所述鐵心的配置由在所述鐵心的兩側對所述鐵心進行固定的一對絕緣物線軸進行限制,並且所述一對絕緣物線軸上架設安裝有所述線圈。[0007]本發明所涉及的溫度監視方法使用溫度監視裝置,該溫度監視裝置包括靠近被監視導體來測量其溫度的溫度傳感器;搭載有發送器的基板,該發送器利用無線通信發送該溫度傳感器所獲得的溫度數據;包圍所述被監視導體而配置的鐵心;以及卷繞在該鐵心上、檢測對於所述被監視導體的通電電流來啟動所述發送器的線圈,所述溫度監視方法利用所述溫度檢測裝置,根據所述線圈的輸出電壓來計算施加給所述被監視導體的實際負載電流值,利用該電流值將所述溫度傳感器所測量到的溫度值轉換為額定電流值下的溫度值,由此利用下式推測額定電流值下的溫度,
Δ T= (To-Tx) X (I/Ix)n
式中,
AT:額定電流值I下的溫度上升值(K)
To:周圍溫度(V )
Tx:實際負載電流Ix下的溫度測定值(V )
1:額定電流(A)
Ix:實際負載電流(A) η:乘數(1.0 ~2.0)。
發明效果
[0008]根據本發明,能獲得小型且牢固的溫度監視裝置,來作為能對被監視導體的溫度進行測量、並通過無線對該溫度進行持續監視的溫度監視裝置,此外還獲得能利用該溫度監視裝置進行可靠的溫度監視的溫度監視方法,因此便於維護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發明實施方式I所涉及的溫度監視裝置的主視圖。
圖2是表示本發明實施方式I所涉及的溫度監視裝置的剖視圖。
圖3是表示本發明實施方式I所涉及的溫度監視裝置的俯視圖。
圖4表示本發明實施方式I所使用的絕緣物線軸,圖4(a)為主視圖,圖4(b)為側視圖,圖4(c)為俯視圖。
圖5是說明本發明的動作的流程圖。
圖6是表示本發明實施方式2所涉及的溫度監視裝置的主視圖。
圖7是表示本發明實施方式2所涉及的溫度監視裝置的剖視圖。
圖8是表示本發明實施方式2所涉及的溫度監視裝置的俯視圖。
圖9是表示本發明實施方式3所涉及的溫度監視裝置的主視圖。
圖10是表示本發明實施方式3所涉及的溫度監視裝置的剖視圖。
圖11是表示本發明實施方式3所涉及的溫度監視裝置的俯視圖。
圖12是表示本發明實施例4所涉及的外部電源線圈裝置的主視圖。
圖13是表示本發明實施方式4所涉及的溫度監視裝置的主視圖。
圖14是表示本發明實施方式5所涉及的溫度監視裝置的溫度上升值的圖。
圖15是表示本發明所使用的絕緣物線軸、高電壓主電路導體與鐵心的組合的立體圖。
【具體實施方式】[0010]實施方式1.圖1?圖4以及圖15示出了本發明實施方式I所涉及的溫度監視裝置,圖2為沿圖1的A-A線的剖視圖。該溫度監視裝置具備從正面觀察大致呈C字形的鐵心2,該鐵心2配置成包圍被監視導體即高電壓主電路導體I。鐵心2的C字形磁路的斷開的間隙2a中固定有絕緣物7,該絕緣物7中安裝有例如由熱敏電阻構成的溫度傳感器6,該溫度傳感器6與高電壓主電路導體I接觸,從而對高電壓主電路導體I的溫度進行測量。
[0011]由絕緣物構成的一對絕緣物線軸4從兩側夾著鐵心2下側的一邊,以對鐵心2進行支承。絕緣物線軸4的形狀如圖4中主視圖(a)、側視圖(b)、俯視圖(C)所示,呈扁平的形狀,具有位於兩側的寬幅部4a,以及比寬幅部4a要窄的、將寬幅部4a連接起來的連結部4b。寬幅部4a的側面設有與鐵心2的端部形狀相對應的半圓形的凹部4c,並且在兩側的寬幅部4a的上部如後述那樣形成有承接高電壓主電路導體I的四分之一圓形的圓弧4d。
[0012]絕緣物線軸4、高電壓主電路導體I與鐵心2的關係由圖15(a)、(b)、(C)中的立體圖表示。在圖1?圖4以及圖15中,一對絕緣物線軸4利用凹部4c以從兩側夾著鐵心2的一邊的方式進行支承。絕緣物線軸4還利用圓弧4d從圖中下側對插入到鐵心2內的高電壓主電路導體I進行支承,並以向溫度傳感器6按壓的方式對高電壓主電路導體I進行固定。由於溫度傳感器6的下端較鐵心2的下表面略微突出,因此鐵心2的下表面與高電壓主電路導體I之間隔開間隔8而相對。絕緣物線軸4的下表面固定有基板5。由此,高電壓主電路導體I與鐵心2的配置關係由絕緣物線軸4來進行限位,並與基板5形成為一體。
[0013]基板5上搭載有未圖示的發送器,通過無線將從溫度傳感器6得到的溫度數據發送給儀錶盤內的控制箱內的接收器。另一方面,上述一對絕緣物線軸4的連結部4b上架設安裝有以包圍鐵心2的方式進行卷繞的線圈3(圖1和圖2中點劃線所示、在之後的圖中也同樣),線圈3的輸出供上述發送器啟動。
[0014]實施方式I中的絕緣物線軸4的作用在於,利用絕緣物線軸4對高電壓主電路導體I進行支承,由此與鐵心2隔開間隔8來對高電壓主電路導體I進行定位。此外,還具有固定基板5的作用。而且還成為線圈3的捲軸。
[0015]使鐵心2為C形並設置斷開的間隙2a是為了抑制因高電壓主電路導體I的通電電流而在鐵心2中產生過電流從而產生發熱,但還利用該斷開的間隙2a來確保溫度傳感器6的設置位置。另外,溫度傳感器6除了熱敏電阻以外還可以是熱電偶、雙金屬片等。
[0016]對該溫度監視裝置的動作進行說明。在向被監視導體即高電壓主電路導體I進行通電後,在鐵心2中產生磁場,並由該所產生的磁場在線圈3中感應出電壓。通過將該電壓提供給基板5來使發送器的啟動電路閉合,利用無線通信來將與高電壓主電路導體I的表面相接觸的溫度傳感器6所得到的溫度數據,從上述發送器發送給配置在儀錶盤內的控制箱內的接收器。通常,發送器配置在各監視部位,而在儀錶盤內配置一個接收器或在一列上配置多個接收器。接收器側分配有地址,從而防止收發時的幹擾。
[0017]若用流程圖表示該溫度監視裝置的發送器與接收器的交換,則如圖5那樣。在對高電壓主電路導體I通電從而達到某一電流值後(步驟SI),發送器的電源因線圈3的電壓而上升,達到溫度測定的準備狀態(步驟S2)。由接收器對分配到各傳感器的地址進行呼叫(步驟S4),若在某一定期間內在發送器側確認到地址的一致(步驟S3),則對高電壓主電路導體I的溫度進行測量(步驟S5)。之後,將地址和溫度數據發送給接收器側(步驟S6),並在接收器側對該數據進行接收和保管(步驟S7)。
[0018]本發明實施方式I的特徵在於,利用絕緣物線軸4、以及設置在鐵心2的間隙2a中且具有溫度傳感器6的絕緣物7,來對高電壓主電路導體I進行夾持,從而能進行溫度傳感器6相對於高電壓主電路導體I的定位,另外,通過將搭載有發送器的基板5固定在絕緣物線軸4,從而能將高電壓主電路導體I與鐵心2限制為合適的配置關係。由此,能夠構成小型且牢固的溫度監視裝置。此外,利用無線通信來持續監視溫度數據,從而能得知高電壓主電路導體I是否正常。因此,對於測量溫度的正常部位能夠延長維護周期。此外,由於能事先掌握高電壓主電路導體I的異常徵兆,因而能在發生事故前計劃維護。
[0019]實施方式2.圖6是表示本發明實施方式2所涉及的溫度監視裝置的主視圖,圖7是圖6的A-A線上的剖視圖,圖8為圖6的俯視圖。實施方式I與實施方式2的不同之處在於,實施方式2的鐵心被分割成三個部分,其它結構與實施方式I相同。
[0020]實施方式2的鐵心由正面觀察時呈U形的第一鐵心21、L形的兩個第二鐵心22a以及第三鐵心22b構成。L形的第二、第三鐵心22a、22b的一邊利用例如未圖示的螺栓固定在U形的第一鐵心21的兩端。第二鐵心22a與第三鐵心22b之間設有間隙2a,該間隙2a中嵌入有絕緣物7,而且絕緣物7上保持有由熱敏電阻等構成的溫度傳感器6。溫度傳感器6的前端與高電壓主電路導體I接觸。高電壓主電路導體I和第一鐵心21固定在絕緣物線軸4上,絕緣物線軸4上固定有基板5。絕緣物線軸4的結構與實施方式I相同。此外,絕緣物線軸4上安裝有卷繞在第一鐵心21上的線圈3。
[0021]本實施方式2的溫度監視裝置的動作與實施方式I同樣,搭載在基板5上的發送器利用無線向接收器發送溫度傳感器6的溫度數據,由此在接收側對高電壓主電路導體I是否在正常溫度範圍內進行監視。
[0022]實施方式2的特徵在於將鐵心一分為三的結構,由此,能在將高電壓電路導體1、第一鐵心21、絕緣物線軸4以及基板5組裝為一體後,再將第二鐵心22a以及第三鐵心22b與絕緣物7以及溫度傳感器6—同進行安裝。因此,容易將溫度監視裝置安裝到高電壓主電路導體I上,在安裝到新設置的儀錶盤中以及已設置的儀錶盤中時,均無需卸除高電壓主電路導體I。
[0023]實施方式3.圖9?圖11示出本發明的實施方式3。圖9為溫度監視裝置的主視圖,圖10為圖9的A-A上的剖視圖,圖11為圖9的俯視圖。實施方式3與實施方式2的不同之處在於基板5的設置位置,實施方式3中,將基板5設置在絕緣物71的上方。
[0024]圖中,在絕緣物71上表面的兩個部位上設置突起72,利用螺釘緊固等將搭載了發送器的基板5固定在突起72上。其它結構以及動作與實施方式I或實施方式2相同。通過該結構,能有效地將L形的第二鐵心22a以及第三鐵心22b之間的空間用作基板收納空間,能縮小溫度監視裝置在高度方向上的尺寸。
[0025]實施方式4.圖12和圖13示出本發明的實施方式4。圖12是本發明實施方式4所涉及的溫度監視裝置所使用的外部電源用線圈的主視圖,圖13是表示設置了上述外部電源用線圈裝置的溫度監視裝置的主視圖。[0026]上述實施方式I?3中,若不向高電壓主電路導體I通電,則基板5的發送器不會啟動。即,在進行出廠試驗或在現場進行試驗時,由於不向高電壓主電路導體I通電,因此無法確認溫度監視裝置本身是否正常動作。因此,通過在實施方式2所示的溫度監視裝置中設置圖12所示的外部電源用線圈裝置90來確保試驗等時的電源。
[0027]圖12所示的外部電源用線圈裝置90由以下部件構成:圖12所示的呈寬度與L形第一鐵心21相同的U形的外部電源用鐵心92、配置在該外部電源用鐵心92的前後端的一對外部電源用絕緣物線軸94、卷繞於外部電源用鐵心92並架設安裝在外部電源用絕緣物線軸94上的外部電源用線圈93、以及向該外部電源用線圈93供電的外部電源91。另外,外部電源用絕緣物線軸94的結構與絕緣物線軸4相同。
[0028]在不向高電壓主電路導體I通電的出廠試驗或現場試驗時,如圖13那樣在溫度監視裝置中設置外部電源用線圈裝置90,從外部電源91供電,從而在鐵心2中產生磁場,利用該磁場在線圈3中感應出的電壓來使基板5的發送器啟動。由此,能在高電壓主電路導體I中沒有電流流過的狀態下進行溫度監視裝置的試驗。由於外部電源用線圈裝置90可拆卸,因此僅在必要時使用,因而不會增加溫度監視裝置的尺寸。
[0029]實施方式5.實施方式5涉及利用溫度監視裝置進行溫度測定的溫度測定方法。圖14示出從本發明的溫度監視裝置接收到的數據的圖。作為從導體溫度監視裝置的發送器側發送到接收器側的數據,不僅發送高電壓主電路導體I的溫度值,還發送基板5啟動用的線圈3的輸出電壓值。例如,當相對於高電壓主電路導體I的額定電流600A、實際負載電流為200A那樣低於額定電流值的值時,高電壓主電路導體I的溫度值也成為較低的值,因此僅憑溫度值無法判斷該電路是正常還是異常。為此,根據線圈3的輸出電壓來計算被監視導體的實際負載電流值,並將該電流值下的溫度值轉換為額定電流值下的溫度值,從而推測額定電流值下的溫度,判斷其電路狀態。利用各溫度監視裝置的測量溫度值與儀錶盤外的周圍溫度之間、即溫度上升值來進行判定。該額定電流值下的溫度上升值的推定利用下式來進行計算,Δ T= (To-Tx) X (I/Ix)n式中,
AT:額定電流值I下的溫度上升值(K)
To:周圍溫度(V )
Tx:實際負載電流Ix下的溫度測定值(V )
1:額定電流(A)
Ix:實際負載電流(A) η:乘數(1.0 ?2.0)。
標號說明
[0030]I 高電壓主電路導體
2、21、22a、22b 鐵心
2a鐵心的間隙
3線圈
4絕緣物線軸 4a 覽幅部4b連結部4c凹部4d圓弧
5基板
6溫度傳感器
7、71 絕緣物72突起
8間隔
90外部電源用線圈裝置91外部電源92外部電源用鐵心93外部電源用線圈94外部電源用絕緣物線軸
【權利要求】
1.一種溫度監視裝置,其特徵在於,包括:靠近被監視導體來測量其溫度的溫度傳感器;搭載有發送器的基板,所述發送器利用無線通信來發送該溫度傳感器所獲得的溫度數據;包圍所述被監視導體而配置的鐵心;以及卷繞在該鐵心上、檢測對於所述被監視導體的通電電流來啟動所述發送器的線圈,所述溫度傳感器由絕緣物保持在設置於所述鐵心的磁路的一部分的間隙中,此外,對於所述被監視導體與所述鐵心的配置,由在所述鐵心的兩側對所述鐵心進行固定的一對絕緣物線軸進行限制,並且所述一對絕緣物線軸上架設安裝有所述線圈。
2.如權利要求1所述的溫度監視裝置,其特徵在於,所述基板安裝在所述絕緣物線軸上。
3.如權利要求1或2所述的溫度監視裝置,其特徵在於,所述被監視導體與所述鐵心之間隔開規定間隔來進行配置。
4.如權利要求1至3的任一項所述的溫度監視裝置,其特徵在於,所述鐵心配置成組合U形的第一鐵心、L形的第二及第三鐵心來包圍所述被監視導體,設置在所述第二鐵心與第三鐵心之間的間隙內固定有保持溫度傳感器的絕緣物。
5.如權利要求4所述的溫度監視裝置,其特徵在於,所述基板安裝在所述絕緣物上。
6.一種溫度監視裝置,其特徵在於,在如權利要求4所述的溫度監視裝置上附加設置有外部電源用線圈裝置,該外部電源用線圈裝置包括:以對由所述第二鐵心和第三鐵心所形成的磁路進行分流的方式進行組合的外部電源用鐵心;卷繞在該外部電源用鐵心上的外部電源用線圈;以及向該外部電源用線圈進行供電的外部電源,利用所述外部電源用線圈中所流過的電流使卷繞在所述第一鐵心上的線圈產生電壓。
7.一種溫度監視方法,其特徵在於,所述溫度監視方法使用溫度監視裝置,該溫度監視裝置包括:靠近被監視導體來測量其溫度的溫度傳感器;搭載有發送器的基板,所述發送器利用無線通信發送該溫度傳感器所獲得的溫度數據;包圍所述被監視導體而配置的鐵心;以及卷繞在該鐵心上、檢測對於所述被監視導體的通電電流來啟動所述發送器的線圈,所述溫度監視方法利用所述溫度監視裝置,根據所述線圈的輸出電壓與流過所述被監視導體的電流的關係來計算施加給所述被監視導體的實際負載電流值,利用該電流值將所述溫度傳感器所測量到的溫度值轉換為額定電流值下的溫度值,由此利用下式推測出額定電流值下的溫度,
Δ T= (To-Tx) X (I/Ix)n 式中, AT:額定電流值I下的溫度上升值(K) To:周圍溫度(V ) Tx:實際負載電流Ix下的溫度測定值(V ) 1:額定電流(A) Ix:實際負載電流(A)
η:乘數(1.0 ~2.0)。
【文檔編號】H02B13/065GK103636087SQ201180071948
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2011年7月4日 優先權日:2011年7月4日
【發明者】山地祐一, 堀淳二, 蓑田強平 申請人:三菱電機株式會社