[发明专利]包括温度测量装置的缠绕元件

说明书

一种由缠绕在芯体(12)上的多个重叠的匝层(14A，14B，14C)组成的缠绕元件(10)，其包括至少在其平面中导热的材料片材(16)，该片材插入两个重叠的匝层之间，并且其中这些层的突出端部(16A)包括至少一个温度探测器(18)，所述温度探测器用于传递关于缠绕元件的温度信息。

技术领域

本发明一般地涉及测量涡轮机中的温度，并且更具体地涉及测量在发动机(航空发动机的风扇壳体)的环境中布置在外壳中的缠组元件，诸如变压器或电感器中的温度，其中该外壳的温度在单次故障情况下(例如由于电气短路导致的情况下)不得超过204℃，该温度通常作为燃料蒸汽的自燃温度。

背景技术

缠绕元件的绕组是由铜、绝缘膜、树脂和空气等构成的非常不均匀的组合件。此外，由于电气功能的原因，绕组由非常紧凑的匝层组成。因此发现测量这种缠绕元件内的温度特别困难。

目前，可以区分两种测量方法。主要用于旋转机器的绕组中的第一种方法在于将温度探测器直接导入缠绕元件的芯体中。这需要采用相当复杂的缠绕方法，以避免损坏探测器而不产生不可接受的漏电感，以便获得良好的电气性能，然而损失程度仍然相当高。

更特别地在其部件对漏电感特别敏感的电力网络的电感器和变压器中使用的第二种方法在于将温度探测器结合到已经制造后的缠绕元件上，或者另外地将探测器封装在插入在缠绕元件之间的树脂块中。然而，结合涉及特别难的另外的工业步骤，而封装首先涉及将探测器放置就位，这在封装期间不能精确地完成，其次可能导致由于树脂的差的导热性而未被检测到的故障，这导致这种温度探测器具有非常长的响应时间。

因此，目前需要找到从工业角度来看是简单的设备，该设备用于从绕组快速回收温度信息而不劣化其电性能。

发明内容

本发明通过提出形成缠绕元件的整体部分的温度测量装置来缓解这些缺点。本发明的目的还在于提供一种特别适用于检测这种缠绕元件中故障的装置。

这些目的是通过由缠绕在芯体上的多个重叠的匝层组成的缠绕元件实现的，该元件的特征在于它包括在其平面中导热并顺磁性的材料片材，该片材被插入在所述多个重叠的匝层中的两个之间，并且具有从所述多个层突出的端部，所述端部包括至少一个温度探测器，所述温度探测器用于传递关于所述缠绕元件的温度信息。

寻求在其平面中具有高导热性的片材使得温度能够以一种方式被测量，所述方式从工业观点来说是简单的，并且不会劣化绕组的电性能。该装置的反应性和鲁棒性也使得故障能够被最快地检测到。

优选地，至少在其平面中导热的所述材料片材由热扩散器构成，所述热扩散器在其平面内具有350瓦特/毫开氏温度(W/mK)-10，000W/mK的范围内的导热性，所述片材有利地基于石墨或由正交各向异性材料制成。

根据预期的应用，缠绕元件可以形成电机、电感器或变压器的绕组，并且如果其形成变压器的一部分，则至少在其平面中导热的所述材料片材还有利地由电绝缘的材料构成，并且所述材料可以代替形成所述变压器的绕组间电容的至少一个绝缘膜。

有利地，所述突出端部具有多个温度探测器，所述温度探测器适于将温度信息传送到公共监视器单元，并通过有线或无线被连接到所述公共监视器单元。

附图说明

通过非限制性说明给出的以下描述并参照附图，本发明的特征和优点将显而易见，其中：

图1是包括根据本发明的温度测量装置的电感器的示意性剖视图；

图2是包括根据本发明的温度测量装置的变压器的截面图；以及

图3A和3B是分别包括两个温度探测器和三个温度探测器的示例性变压器的立体图。

具体实施方式