[发明专利]一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器

权利要求书

1.一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，所述温差传感器包括热电发生器、集控模块、电压采样电路和热端温度探头；热电发生器具有热端面和冷端面；所述温差传感器安装于开关柜的柜体表面，并且热电发生器的热端面与开关柜的柜体表面直接接触，从而使得热电发生器的热端面与冷端面产生温度差进而使得热电发生器产生输出电压；所述集控模块通过电压采样电路与热电发生器电性连接，用于通过电压采样电路获取热电发生器的输出电压；

所述热端温度探头设于热电发生器的热端面与开关柜的柜体表面之间，用于检测热电发生器的热端面的温度；所述集控模块与热端温度探头电性连接，用于通过热端温度探头获取热电发生器的热端面的温度；所述集控模块根据温差传感器内预先配置的非介入算法模型、热电发生器的热端面的温度、热电发生器的输出电压计算得出开关柜的集总热源温度。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，所述集控模块，用于根据热电发生器的热端面的温度以及热电发生器的输出电压计算得出热电发生器的冷热端面的温差。

3.根据权利要求2所述的一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，热电发生器的冷热端面的温差与温度发电片的输出电压满足以下公式：

U_s＝maΔθ₂₃(t),Δθ₂₃(t)＝θ₂(t)-θ₃(t)；

其中，θ₂(t)为热电发生器热端面的温度；θ₃(t)热电发生器冷端面的温度；Δθ₂₃(t)为热电发生器的冷热端面的温差；U_s为热电发生器的输出电压；m为热电发生器中半导体PN结的数量；a为半导体PN结的塞贝克系数，是热电发生器的固有热电特性，为常数；

热电发生器的冷热端面的温差Δθ₂₃(t)为：

4.根据权利要求3所述的一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，所述集控模块，用于根据所述非介入算法模型、热电发生器的热端面的温度以及冷热端面的温差计算得出开关柜的集总热源温度；

其中，开关柜的集总热源温度θ₁(t)为：

其中，A₁₂为开关柜的集总热源与热电发生器的热端面之间的传热热阻系数，为常数；A₂₃为热电发生器的热端面与冷端面之间的传热热阻系数，为常数；B₁₂为开关柜的热电发生器的热端面等温面内部全部物质总和的热容性系数，为常数；t为传感器采样时间，则是温度对于时间的导数。

5.根据权利要求1所述的一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，所述热电发生器的冷端面设有散热片，所述散热片用于为热电发生器散热，使得热电发生器的热端面与冷端面产生温度差。

6.根据权利要求1所述的一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，所述集控模块，按照预设的时间间隔同时通过热端温度探头对热电发生器的热端面的温度进行采样，以及通过电压采样电路对热电发生器的输出电压进行采样，同时记录采样时间。

7.根据权利要求1所述的一种用于电力开关柜在线监测的温差传感器，其特征在于，包括数据存储模块，所述数据存储模块与集控模块电性连接；所述数据存储模块，用于存储配置的非介入算法模型、热端温度探头的检测数据、推算的结果数据以及对应的采样时间。