[发明专利]用于配电系统的热监测系统的温度传感器

说明书

提供一种用于配电系统的热监测系统的温度传感器。温度传感器包括陶瓷印刷电路板(PCB)和端子。陶瓷PCB包括设置在陶瓷PCB一侧上的温度感测元件。端子被配置为直接固定地与测量点接触并且直接与陶瓷PCB相接触，使得热量从端子传导通过陶瓷PCB，然后到温度感测元件。温度感测元件被配置为响应于热量而产生电信号，使得电信号通过一对导线被发送到控制器以监测温度。温度传感器还包括环氧树脂，以密封端子的一部分、陶瓷PCB的整体和一对导线的一部分，以确保所需的物理强度和所需的介电强度。

技术领域

本发明的各方面主要涉及用于配电系统的热监测系统的温度传感器。温度传感器包括导热的电绝缘陶瓷材料。温度传感器使用与测量接头的直接接触，并使用有线连接传输信号。

背景技术

诸如错误安装和过载之类的异常情况会导致配电系统中的大量热量上升。因此，需要一种连续的热监测系统来监测各种安装部件中的电源连接接头、接线片和电缆的温度上升。作为热监测系统的重要部分，需要温度传感器。温度传感器需要易于安装、可靠地检测测量点的温度、能够承受所需的系统电压并且在合理的价格范围内。

市场上已经实现了三种传感器设计概念。第一种热监测系统使用红外(IR)传感器进行温度感测。红外传感器与高压系统没有直接接触，因此消除了对电击穿的担忧。并且这种系统通常更加成本低廉。但是，测量接头需要涂成某些颜色，通常是黑色，并且涂装过程不太方便。此外，IR传感器还可以拾取由测量的接头以外发出的信号，这可能会使测量偏斜。

为了避免IR传感器的这些缺点，第二种热监测系统使用与测量接头直接接触的热传感器，并且用热电偶或类似部件进行感测。为了避免由于高系统电压引起的电击穿，有两种方式在传感器和控制系统之间传输信号。首先是使用光纤将温度信号传回控制器。在达到要求的同时，这种传感器设计对于最终消费者来说可能是昂贵的。其次是使用电池通过无线连接从温度传感器发送信号。这种方法需要电池供电的热传感器来产生有效信号，因此具有必须更换电池以进行维护的缺点。它还必须确保良好的无线连接，以实现可靠的信号读取。

第三种热监测系统使用RF供电的温度传感器。在这样的系统中，使用一个或多个天线将RF信号发送到附接到测量接头的传感器。在不同的温度下，传感器以不同的频率反射RF信号，但是检测反射频率的变化，可以检测温度。这种系统对于天线传感器装置也是昂贵且敏感的。

因此，一直需要一种适用于配电系统的热监测系统的温度传感器，其能够在低成本的同时提供可靠的温度读数。

发明内容

简而言之，本发明的各方面涉及一种用于配电系统的热监测系统的温度传感器，该温度传感器能够在低成本的同时提供可靠的温度读数。所提出的传感器使用与测量接头的直接接触，并使用有线连接来传输信号。因此，消除了对接收器装置(无线、RF或IR)的担忧。温度传感器包括导热的电绝缘陶瓷材料。陶瓷印刷电路板(PCB)具有合理的价格点，因此利用这种材料显着降低了温度传感器的成本。与光纤和所有其他概念相比，陶瓷PCB的使用使得温度传感器更加成本低廉。

根据本发明的一个说明性实施方式，提供了一种用于配电系统的热监测系统的温度传感器。温度传感器包括陶瓷印刷电路板(PCB)，其具有第一侧和第二侧。陶瓷PCB包括设置在陶瓷PCB的第二侧上的温度感测元件。温度传感器还包括具有第一端和第二端的端子。端子的第一端被配置为直接固定地与测量点接触，而端子的第二端直接与陶瓷PCB的第一侧接触，使得热量从端子传导通过陶瓷PCB然后到温度感测元件。温度感测元件被配置为响应于热量而产生电信号。温度传感器还包括一对导线。由温度感测元件产生的电信号通过一对导线传送到控制器用于监测温度。温度传感器还包括环氧树脂，以密封端子的一部分、陶瓷PCB的整体和一对导线的一部分，以确保所需的物理强度和所需的介电强度。