光纖溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光纖溫度傳感器，在夾層匯流條層間絕緣材料上安裝了溫度監(jiān)視功能，該光纖溫度傳感器是在由極薄型片材構(gòu)成的框體內(nèi)收納有光纜而形成的，所述極薄型片材采用與所述夾層匯流條層間絕緣材料同等以上的絕緣材質(zhì)，在所述框體內(nèi)的多個(gè)部位收納有由與框體材料相同的材料構(gòu)成的多個(gè)極薄圓柱體，在所述多個(gè)極薄圓柱體上，分別將所述光纜按與距離分辨能力相當(dāng)?shù)拈L度以上的長度進(jìn)行卷繞，而不進(jìn)行固定，由此形成多個(gè)感應(yīng)圈，并通過所述多個(gè)感應(yīng)圈來測定所述多個(gè)部位的溫度，框體側(cè)表面部由硅酮密封材料封堵，所述框體的整個(gè)表面用由硅酮類液體絕緣材料構(gòu)成的密封構(gòu)件進(jìn)行密封。
【專利說明】光纖溫度傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖溫度傳感器，用于對電氣部件內(nèi)部的匯流條或螺栓等各個(gè)零件的溫度異常實(shí)施常時(shí)監(jiān)視。

【背景技術(shù)】
[0002]在近年來的變頻器盤上，由于進(jìn)行高速開關(guān)動(dòng)作，由逆變器盤內(nèi)匯流條的電感引起的開關(guān)電涌電壓會增大。因此，減輕這種開關(guān)電涌電壓就很重要。為了減輕電感，有效的方法是采用所謂的夾層匯流條，在該夾層匯流條中，使開關(guān)電流向負(fù)荷控制用的開關(guān)電路的一端流動(dòng)的匯流條與使開關(guān)電流從開關(guān)電路的另一端流出的匯流條之間隔著具有電絕緣性的材料而相互面對。
[0003]然而，有時(shí)會因夾層匯流條的老化或夾層匯流條層間絕緣材料的絕緣性變差而導(dǎo)致短路等故障發(fā)生。而傳統(tǒng)的方法不可能預(yù)防這種故障。
[0004]另外，就連用于將匯流條加以接合的緊固螺栓類等，也會因?yàn)槔匣蛘駝?dòng)、沖擊而導(dǎo)致螺栓松動(dòng)。因此會發(fā)生局部過熱問題。
[0005]這樣，為了能夠預(yù)防變頻器等電氣部件盤內(nèi)部的突發(fā)故障，需要實(shí)施監(jiān)視。
[0006]作為監(jiān)視溫度異常的方法，有一種采用光纖的溫度監(jiān)視裝置。這種溫度監(jiān)視裝置在隧道防災(zāi)設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域得到了運(yùn)用(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0007]專利文獻(xiàn)I是使沿隧道長度方向設(shè)置的整個(gè)一根光纜作為溫度傳感器發(fā)揮功能，通過整體測定從光纜的一端到另一端的全長上溫度分布，來檢測火災(zāi)的發(fā)生。
[0008]然而，專利文獻(xiàn)I記載的隧道防災(zāi)設(shè)備雖然能夠?qū)饫|的長度方向的溫度分布進(jìn)行測定，但溫度測定點(diǎn)要根據(jù)距離分辨能力來決定。因此，隧道防災(zāi)設(shè)備用于大型結(jié)構(gòu)部件或以隧道為代表的大型線狀的結(jié)構(gòu)物，在設(shè)備內(nèi)部的極其狹窄的空間內(nèi)則不能同樣地使用光纖溫度監(jiān)視裝置。
[0009]專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中披露了在這種狹小空間內(nèi)使用光纖溫度監(jiān)視裝置的例子。
[0010]專利文獻(xiàn)2記載的光纖溫度傳感器是將光纜按與距離分辨能力相當(dāng)?shù)拈L度以上進(jìn)行卷繞，來對局部溫度進(jìn)行測定。專利文獻(xiàn)2是將傳感器部與導(dǎo)熱性良好的充填劑一同用粘接劑加以固定后與被測定體接觸配置。
[0011]然而，由于是將光纜自身與導(dǎo)熱性良好的充填劑用粘接劑加以固定，因此測溫精度降低了。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平8-4499號公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平7-181086號公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2000 - 356473號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0018]另外，專利文獻(xiàn)3是在坩堝式感應(yīng)加熱爐中，通過在形成坩堝的耐火物中埋設(shè)光纜來檢測目標(biāo)溫度的。專利文獻(xiàn)3是對具有某種程度容量的物品而只檢測一個(gè)最高溫度位置上的溫度，并不特別需要針對光纖的溫度檢測分辨能力采取措施。即，專利文獻(xiàn)3不適用于在狹小空間內(nèi)針對各個(gè)局部作多個(gè)溫度檢測。
[0019]如上所述，傳統(tǒng)的光纖溫度監(jiān)視裝置容易適用于大型結(jié)構(gòu)部件和線狀結(jié)構(gòu)物。然而，不能應(yīng)用于變頻器盤之類的有限空間和狹小范圍內(nèi)。尤其不能對匯流條的過熱等重大異常實(shí)施監(jiān)視。
[0020]本發(fā)明的目的是提供一種光纖溫度傳感器，能夠在狹小的范圍內(nèi)對所需的多個(gè)位置上的溫度實(shí)施經(jīng)常監(jiān)視。
[0021]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光纖溫度傳感器是在夾層匯流條層間絕緣材料上安裝了溫度監(jiān)視功能的光纖溫度傳感器，其特征在于，是在由極薄型片材構(gòu)成的框體內(nèi)收納有光纜而形成的，該極薄型片材采用與所述夾層匯流條層間絕緣材料同等或以上的絕緣材質(zhì)，在所述框體內(nèi)的多個(gè)部位收納有由與框體材料相同的材料構(gòu)成的多個(gè)極薄圓柱體，在所述多個(gè)極薄圓柱體上，分別將所述光纜按與距離分辨能力相當(dāng)?shù)拈L度以上進(jìn)行卷繞，而不進(jìn)行固定，由此形成多個(gè)感應(yīng)圈，并通過所述多個(gè)感應(yīng)圈來測定所述多個(gè)部位的溫度，將框體側(cè)表面部用硅酮密封材料封堵，并將所述框體的整個(gè)表面用由硅酮類液體絕緣材料構(gòu)成的密封構(gòu)件進(jìn)行密封。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光纖溫度傳感器的一例的圖。
[0024]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光纖溫度傳感器的另一例的圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的光纖溫度傳感器的剖視圖。
[0026]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光纖溫度傳感器的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光纖溫度傳感器的與匯流條接合部單體相符的片狀結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖6是表示使用了本發(fā)明的光纖溫度傳感器的溫度分布測定裝置的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施方式的光纖溫度傳感器。
[0030](實(shí)施例1)
[0031]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光纖溫度傳感器的一例的圖。圖1 (A)是表示兩個(gè)夾層匯流條10與光纖溫度傳感器Ia間的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖1 (B)是表示光纖溫度傳感器Ia的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0032]圖1所示的光纖溫度傳感器Ia設(shè)置在盤內(nèi)的兩個(gè)夾層匯流條10之間(層間)。圖1所示的例子是在夾層匯流條10上形成有彎曲部10A，以沿著該彎曲部1A形成框體IB而制作出光纖溫度傳感器la。
[0033]光纖溫度傳感器Ia在與兩個(gè)夾層匯流條10相對的位置上具有框體1A、與框體IA接合的框體IB以及與框體IB接合的框體1C。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的光纖溫度傳感器Ia的剖視圖。光纖溫度傳感器Ia所設(shè)有的框體IA?IC分別由極薄型絕緣片構(gòu)成。作為框體，采用玻璃環(huán)氧樹脂層壓板作為能夠加工成形為極薄型片材的絕緣材料。
[0034]框體IA?IC分別由框體上表面1、框體底面2、以及框體側(cè)表面3來形成，內(nèi)部收納有光纜5。
[0035]在框體側(cè)表面3上用硅酮密封材料形成了硅酮封堵層4。另外，框體的整個(gè)表面用由硅酮類液體絕緣材料構(gòu)成的密封構(gòu)件9實(shí)施密封。用密封構(gòu)件9能夠提高密封性。
[0036]在框體內(nèi)的多個(gè)部位收納了由與框體材料相同材料構(gòu)成的多個(gè)極薄圓柱體6。在各極薄圓柱體6上，不是將光纜5固定，而是按照與距離分辨能力相當(dāng)?shù)拈L度以上進(jìn)行卷繞，由此形成多個(gè)感應(yīng)圈7。通過設(shè)置多個(gè)感應(yīng)圈7，即使受到振動(dòng)或過大的力等，光纜5也不會發(fā)生斷線，能夠測定多個(gè)部位的溫度。
[0037]另外，通過設(shè)置多個(gè)感應(yīng)圈7，能夠在夾層匯流條10與感應(yīng)圈7相對的部位測定所需位置的溫度。
[0038]另外，還以填補(bǔ)感應(yīng)圈7的空隙的方式配置了與極薄圓柱體6相同結(jié)構(gòu)及相同材料的圓形間隔件8。因此，即使承受過大的力，光纖溫度傳感器自身也不會破損，能夠在光纜5不斷線的情況下測定溫度。
[0039]為了減少布線距離，最好使夾層匯流條10非常接近，并且光纖溫度傳感器Ia的厚度越薄越好。因此，框體上表面1、框體底面2分別是厚度L2、L3為0.5mm的極薄型片材。感應(yīng)圈7和圓形間隔件8的厚度LI設(shè)定為卷繞光纜5所需的最小尺寸，即1_。從而，光纖溫度傳感器Ia的整體厚度為2_。光纜5以具有少許間隙的方式卷繞在極薄圓柱體6上。
[0040]圖1 (B)所示的光纜5從光纖溫度傳感器Ia的下端依次卷繞到配置在右側(cè)一排的各極薄圓柱體6上，形成多個(gè)感應(yīng)圈7。光纜5再從光纖溫度傳感器Ia的上端依次卷繞到配置在左側(cè)一排的各極薄圓柱體6上，形成多個(gè)感應(yīng)圈7，然后光纜5返回光纖傳感器Ia的下端。
[0041]在這種場合，在各框體IA?IC的框體側(cè)表面3上設(shè)有通孔11，光纜5穿過通孔11，將各框體之間接合，使各框體IA?IC形成一體。
[0042]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光纖溫度傳感器的另一例的圖。圖2(A)是表示兩個(gè)夾層匯流條1a與光纖溫度傳感器Ib間的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2(B)是表示光纖溫度傳感器Ib的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0043]圖2所示的光纖溫度傳感器Ib設(shè)置在盤內(nèi)的兩個(gè)夾層匯流條1a之間(層間)。圖2所示的例子是在夾層匯流條1a上形成有直角彎曲部10b，以沿著該直角彎曲部1b的方式形成直角彎曲部1B而制作出光纖溫度傳感器lb。在該直角彎曲部1B上設(shè)有通孔11,光纜5穿過通孔11,將各框體間加以接合,使各框體形成一體。
[0044]為了提高夾層匯流條10、10a的層間絕緣性，圖1及圖2所示的光纖溫度傳感器IaUb的寬度比夾層匯流條10、1a的寬度大。由感應(yīng)圈7和圓形間隔件8構(gòu)成的溫度監(jiān)視部只設(shè)在與夾層匯流條10、10a重疊的部分上。
[0045]如上所述，實(shí)施例1的光纖溫度傳感器通過使互為相對的夾層匯流條10、10a極其接近，能夠一直監(jiān)視所需多個(gè)位置上的溫度，且能預(yù)防故障。即，能夠在感應(yīng)圈7的任一位置上收集各個(gè)時(shí)間的溫度變化。運(yùn)用時(shí)，通過發(fā)現(xiàn)溫度急劇變化或溫度緩緩地持續(xù)上升等溫度變化傾向，能夠監(jiān)視夾層匯流條10、10a的時(shí)效變化和異常情況。
[0046]而且，由于采用極薄型片材結(jié)構(gòu)，能夠在狹窄的空間里設(shè)置光纖溫度傳感器，并且重量輕。另外，維修時(shí)容易更換和拆卸光纖溫度傳感器。
[0047](實(shí)施例2)
[0048]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光纖溫度傳感器的結(jié)構(gòu)的圖。
[0049]在圖4中，當(dāng)用螺栓13將匯流條12a (第一匯流條)和匯流條12b (第二匯流條)加以緊固時(shí)，光纖溫度傳感器Ic就對匯流條接合部的螺栓13松弛導(dǎo)致電流集中從而導(dǎo)致螺栓13過熱的情況予以監(jiān)視。光纖溫度傳感器Ic由極薄型片材構(gòu)成，配置在匯流條12b上。光纖溫度傳感器Ic的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖3所示的結(jié)構(gòu)相同。
[0050]在圖4中，形成了具有螺栓孔14的多個(gè)感應(yīng)圈15。即，光纖溫度傳感器Ic的框體由玻璃環(huán)氧樹脂層壓板構(gòu)成，在與匯流條12b接觸的光纖溫度傳感器Ic的框體面上形成了與螺栓13的直徑相符的螺栓孔14 (通孔)，使得光纖溫度傳感器Ic具有玻璃環(huán)氧樹脂墊片的功能。
[0051]具體是，多個(gè)極薄圓柱體6的每一個(gè)都設(shè)有與螺栓13的直徑相符的安裝螺栓用的螺栓孔14，螺栓13穿過螺栓孔14而緊固在匯流條12a和匯流條12b上。由此，光纖溫度傳感器Ic能夠?qū)σ騾R流條接合部的螺栓13松弛導(dǎo)致電流集中從而引發(fā)螺栓13過熱的情況加以監(jiān)視。
[0052]圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光纖溫度傳感器的與匯流條接合部單體相符的片狀結(jié)構(gòu)的圖。圖5(A)是光纖溫度傳感器的立體圖，圖5(B)是光纖溫度傳感器的剖視圖。圖5中，光纜5被從圖中未示的測定裝置引導(dǎo)到框體16，將光纜5卷繞到框體16內(nèi)的極薄圓柱體6上，形成感應(yīng)圈15。使螺栓13穿過該感應(yīng)圈15，并且使螺栓13緊固在匯流條12a和匯流條12b上，從而與圖4同樣地，能作為具有溫度傳感功能的玻璃環(huán)氧樹脂墊片發(fā)揮作用，并且能夠制成所需的形狀。
[0053]圖6是表示使用了本發(fā)明的光纖溫度傳感器的溫度分布測定裝置的結(jié)構(gòu)框圖。以下，參照圖6來說明使用了光纖溫度傳感器的溫度分布測定處理。溫度分布測定裝置具有:脈沖發(fā)生器24、光源25、光譜儀26、感光器27、數(shù)據(jù)處理部28以及數(shù)據(jù)顯示部29。
[0054]脈沖發(fā)生器24發(fā)生脈沖信號并將脈沖信號輸出到光源25。光源25將與來自脈沖發(fā)生器24的脈沖信號對應(yīng)的光信號輸出到光譜儀26。光譜儀26將來自光源25的光信號輸出到夾層匯流條10和接合螺栓的各個(gè)傳感器上的光纜30?？梢詫?shí)施例1及實(shí)施例2的光纖溫度傳感器同時(shí)設(shè)置在一個(gè)測定裝置上。
[0055]因此，光譜儀26將光信號送到各個(gè)傳感器上的光纜30，且將從各個(gè)傳感器上的光纜30送出的光信號輸出到感光器27。數(shù)據(jù)處理部28基于來自感光器27的光信號，通過設(shè)在光纖30上的光纖溫度傳感器的溫度信息對所需位置的溫度分布進(jìn)行測定，數(shù)據(jù)顯示部29則顯示所需位置的溫度分布。
[0056]工業(yè)上的可利用性
[0057]本發(fā)明還適用于可能因臺風(fēng)、大雨、塵土等惡劣環(huán)境或感應(yīng)磁場等而發(fā)生故障的密封配電盤式高壓配電設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖溫度傳感器，在夾層匯流條層間絕緣材料上安裝了溫度監(jiān)視功能，其特征在于， 該光纖溫度傳感器是在由極薄型片材構(gòu)成的框體內(nèi)收納有光纜而形成的，所述極薄型片材采用與所述夾層匯流條層間絕緣材料同等以上的絕緣材質(zhì)， 在所述框體內(nèi)的多個(gè)部位收納有由與框體材料相同的材料構(gòu)成的多個(gè)極薄圓柱體，在所述多個(gè)極薄圓柱體上，分別將所述光纜按與距離分辨能力相當(dāng)?shù)拈L度以上的長度進(jìn)行卷繞，而不進(jìn)行固定，由此形成多個(gè)感應(yīng)圈，并通過所述多個(gè)感應(yīng)圈來測定所述多個(gè)部位的溫度， 框體側(cè)表面部由硅酮密封材料封堵，所述框體的整個(gè)表面用由硅酮類液體絕緣材料構(gòu)成的密封構(gòu)件進(jìn)行密封。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖溫度傳感器，其特征在于， 以填補(bǔ)所述感應(yīng)圈的空隙的方式配置有與所述極薄圓柱體相同構(gòu)成的間隔件。
3.一種光纖溫度傳感器，用于對將第一匯流條和第二匯流條加以接合的螺栓的溫度實(shí)施監(jiān)視，其特征在于， 該光纖溫度傳感器是在由極薄型片材構(gòu)成的框體內(nèi)收納有光纜而形成的，所述極薄型片材采用絕緣材質(zhì)， 在所述框體內(nèi)的多個(gè)部位收納有由與框體材料相同的材料構(gòu)成的多個(gè)極薄圓柱體，在所述多個(gè)極薄圓柱體上，分別將所述光纜按與距離分辨能力相當(dāng)?shù)拈L度以上的長度進(jìn)行卷繞，而不進(jìn)行固定，由此形成多個(gè)感應(yīng)圈，并通過所述多個(gè)感應(yīng)圈來測定所述多個(gè)部位的溫度， 框體側(cè)表面部由硅酮密封材料封堵，所述框體的整個(gè)表面用由硅酮類液體絕緣材料構(gòu)成的密封構(gòu)件進(jìn)行密封， 在所述多個(gè)感應(yīng)圈的各個(gè)感應(yīng)圈內(nèi)設(shè)置有用于安裝所述螺栓的通孔。
【文檔編號】G01K11/12GK104335019SQ201280073665
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】橋本英二, 堂上康治, 小幡健志 申請人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社, 北芝電機(jī)株式會社