[发明专利]用于电导体的基于温度感测的表面声波（SAW）

说明书

技术领域

本公开涉及用于监测电导体的温度的系统，并且具体地，涉及用于监测包围在至少(半)导电层中的电导体，例如配电系统中的电力电缆的电导体的温度的系统。

背景技术

中压和高压配电系统在现代社会中起到重要作用。对于配电系统的“健康”来说，安全和保障始终是重要的因素。因此，应当存在能够监测配电系统的“健康”的技术。

在配电系统诸如中压或高压配电系统中，电缆的导体的温度可随着由线缆携载的电流的增加而增加。因此，在此类系统中，可以通过例如在线缆接头或结点处，监视在线电导体的温度来评估此类系统的“健康”。通常，流过线缆接头或结点的正常电流可产生至多达例如约90℃的温度。如果线缆接头或结点的温度增加超过那个温度，则其可以指示该配电系统中发生某种错误。另一方面，对于知道现有配电系统是否处于最大载流容量、知道是否可以使用现有系统可靠地分配额外的电力或者知道是否需要额外的基础结构支出也是有用的。

发明内容

例如中压或高压配电系统中的在线电力电缆以及线缆接头和结点通常被多个绝缘和(半)导电层绝缘保护，并且/或者常常被埋在地下或者被定位在高空。存在例如在线缆接头或结点处，直接监测或测量在线电导体的温度的需要。

简而言之，在一个方面，本公开描述了用于直接感测、测量或监测电力电缆的电导体的温度的系统和方法。本文所述的一些实施方案提供与电导体热接触的表面声波(SAW)温度传感器。该SAW温度传感器包括接收无线信号的天线。所接收的信号可以被转换成SAW信号，其可以随着电导体的温度而变化。通过测量SAW信号可以感测、测量或监测电导体的温度。

在一个方面，提供了用于感测包围在至少(半)导电层中的电导体的温度的温度感测装置。该装置包括表面声波(SAW)温度传感器，其包括具有主表面的基板、设置在基板的主表面上的换能器、以及电连接到换能器的一个或多个天线。一个或多个天线被构造成接收或发送电磁信号，并且换能器被构造成进行电磁信号和SAW信号之间的转换，所述SAW信号在基板的主表面上传播。SAW温度传感器的基板的至少一部分被设置成与电导体热接触，并且SAW信号随着电导体的温度而变化。

在另一方面，电缆组件包括电导体、包围电导体的(半)导电层、以及温度感测装置。温度感测装置包括表面声波(SAW)温度传感器，其包括具有主表面的基板、设置在基板的主表面上的换能器，以及电连接到换能器的一个或多个天线。一个或多个天线被构造成接收或发送电磁信号，并且换能器被构造成进行电磁信号和SAW信号之间的转换，所述SAW信号在基板的主表面上传播。SAW温度传感器的基板的至少一部分被设置成与电导体热接触，并且SAW信号随着电导体的温度而变化。SAW温度传感器设置在电导体和(半)导电层之间，并且被(半)导电层包围。(半)导电层被构造成为由电导体携载的电力提供电磁屏蔽，同时允许一个或多个传感器天线的电磁信号穿过该(半)导电层。

在另一方面，提供感测包围在至少(半)导电层中的电导体的温度的方法。该方法包括提供表面声波(SAW)温度传感器。SAW温度传感器包括具有主表面的基板、设置在基板的主表面上的换能器、以及电连接到换能器的一个或多个天线。一个或多个天线被构造成接收或发送电磁信号，并且换能器被构造成进行电磁信号和SAW信号之间的转换，所述SAW信号在基板的主表面上传播。该方法还包括将基板的至少一部分设置成与电导体热接触，使得SAW信号随着电导体的温度而变化；提供被构造成与SAW温度传感器的一个或多个天线电磁连通的收发器单元；经由收发器单元和一个或多个天线之间的电磁连通来检测随着电导体的温度而变化的SAW信号；以及基于所检测的SAW信号来确定电力传输线的温度。

在本公开的示例性实施方案中获得各种意料不到的结果和优点。本公开的示例性实施方案的一个此类优点是本文使用的一些无源SAW温度传感器气密地密封，以提供准确的温度测量，甚至在恶劣的温度环境下，而无需外部物理应力或设备的力学变化。另外，本文所述的实施方案允许无源SAW温度传感器与外部远程换能器单元有效电磁连通。

示例性实施方案的列表

以下作为方面列出示例性实施方案。应当理解，实施方案1至14和实施方案15至17中的任一个可以组合。

实施方案1为用于感测包围在至少(半)导电层中的电导体的温度的温度感测装置，该装置包括：