專利名稱：用于在熱負荷方面監控設備的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的用于在熱負荷方面監控設備、尤其是開關設備的裝置。
一般公知的是，例如出于安全原因而在某些熱負荷方面對開關設備進行監控。監控所基于的思想是，尤其是在開關設備的確定位置上、例如在開關的活動接觸處或在根據經驗值比較經常承受熱負荷或甚至過負荷的其它位置上可能出現特別的熱負荷。
監控這些關鍵位置的一般公知的可能性在于，在所有這些位置上安放溫度傳感器，并且將這些溫度傳感器與監控系統耦合。如果現在在這些位置之一上出現熱過負荷，則這在有關部件的溫度升高方面顯示出來，使得布置在那里的溫度傳感器將相應的信號傳輸到監控設備上。在這樣的裝置中需要運行比較大的消耗，因為在開關設備的許多位置上可能出現熱過負荷。這要求相應高數量的傳感器以及相應復雜的監控設備。在傳感器和監控設備之間的布線也意味著附加的消耗。
從上述的現有技術出發，本發明的任務是說明一種用于在熱負荷方面監控設備的裝置，該裝置以特別簡單的方式構建并且同時確保可靠的監控。
通過具有在權利要求1中所述的特征的、用于在熱負荷方面監控設備的本發明裝置來解決該任務。
因此本發明裝置的特征在于，將示蹤物布置在至少一個位置上、或設備的至少一個部件上，釋放到環境中的示蹤物的量與溫度有關，并且可以利用至少一個傳感器檢測示蹤物。
通過用于在熱負荷方面監控設備的本發明裝置有利地實現，例如可以用僅一個傳感器來監控完整的開關設備，其中要監控的位置在其數量上原則上不受限制。因此可以毫無顧及地設想，將示蹤物布置在開關設備的多個部件上、尤其是布置在那些可期待熱負荷的部件上。在此，將傳感器如此布置在開關設備的范圍中使得完全可以檢測示蹤物，就足夠了。如果采用多個傳感器，則可以更靈活地卸下和裝入本發明裝置。
傳感器和示蹤物的距離僅僅對于熱負荷的檢測的反應時間起作用，而對于其原則性檢測不起作用。但是如果示蹤物布置在封裝(Kapselung)之內，而傳感器位于封裝之外，則不能檢測到示蹤物。
因此以有利的方式實現，使傳感器的數量與在設備中要監控的位置或部件的數量脫開聯系。因此相對于迄今公開的裝置以有利的方式簡化用于在熱負荷方面監控開關設備的本發明裝置。
在一種有利的擴展方案中，所述至少一個傳感器是氣體色譜分析儀或氣體傳感器。
氣體色譜分析儀具有以下的特殊優點，即該氣體色譜分析儀可以根據一種示蹤物或用作示蹤物的一組物質被調整，使得這種示蹤物在開關設備的較長運行時間期間也可以由另一種示蹤物來替換。于是必只須根據新的示蹤物來調整氣體色譜分析儀。在此情況下，作為示蹤物，原則上考慮在用于監控設備的溫度范圍中至少部分地逐漸變為氣態的所有物質。
作為用于在熱負荷方面監控設備的本發明裝置的傳感器的氣體傳感器的特殊優點在于，可以比較容易地獲得氣體傳感器，使得可以特別價格合理地構造本發明裝置。除此之外，氣體傳感器可以供許多不同的物質使用，并且除此之外可以對于在某種程度上任意的物質、尤其是對于芳香物質來設計。氣體傳感器原則上可以與希望用于檢測的每種物質相匹配。但是，在今天已有的許多氣體傳感器(例如Geschwenda的Umwelt Sensor Technik(UST，環境傳感器技術)GmbH的通用氣體傳感器GGS 100QT，其例如特別適用于檢測溴)的情況下，不成問題地選出一種適當的示蹤物、例如用于低壓開關設備中的在輸熱時釋放溴的涂層。
但是也考慮同一公司的氣體傳感器GGS 3000，尤其用于檢測碳氫化合物(CxHy)。于是可以考慮例如聚丙烯腈、聚酰胺或聚苯乙烯作為示蹤物，從中公知的是，這些聚丙烯腈、聚酰胺或聚苯乙烯在加熱時釋放碳氫化合物。
在本發明裝置的一種有利的改進方案中，傳感器具有通風單元，該通風單元經由傳感器的檢測器元件引導環境的預先確定的氣流。
因此實現，將包圍所述傳感器的氣體的可預先給定的確定的體積流經由檢測器元件引導。該強制對流縮短了要檢測的熱負荷的檢測時間。
此外，給傳感器輸送均勻的氣流，使得以該方式提高傳感器的精度。
示蹤物本身可以施加在應被監控的相應的部件上。但是也處于本發明思想之內的是，將示蹤物混入載體介質中。
該載體介質尤其是設備或開關設備的運行劑(Betriebsmittel)。在活動部件(諸如開關設備的接觸)上，在接觸的范圍中所施加的相應潤滑劑適合作為載體介質。
但是也可以設想在漆中混入示蹤物，于是應將所述漆施加到要監控的部件上。漆具有以下的特殊優點，即可以毫無顧及地將漆大面積地施加在許多部件上，并且如此可以大大增加所監控的部件數量。
本發明的一種有利的改進方案規定，可以通過對示蹤物的選擇或通過示蹤物在載體介質中的分量來調節用于檢測熱負荷的極限值。
通過對示蹤物的相應選擇，于是最終可以在確定的溫度時確定示蹤物在包圍它的大氣中的濃度。
本發明裝置的另一擴展方案的特征在于，僅從示蹤物在包圍它的大氣中的濃度的可預先給定的閾值起實現由于所檢測的熱負荷的報警。
以此方式，利用對示蹤物在包圍它的大氣中的濃度的最大允許極限值的調節，可以選擇用于定義熱負荷的極限溫度。
可以從其它的從屬權利要求中得出本發明裝置的其它有利的擴展方案。
應借助在附圖中所示出的實施例詳細地闡述和說明本發明、本發明的有利的擴展方案和改進、以及本發明的特殊優點。
圖1示出用于監控開關設備的第一裝置，和圖2示出用于在熱過負荷方面監控開關設備的第二裝置。
圖1示出第一裝置10，用于監控布置在開關柜18中的第一12、第二14以及第三開關設備16。第一裝置10僅僅示出本發明裝置的示意圖，而在此不取決于大小比例或詳細的圖示。
將開關柜18的一部分從開關柜18的其余部分分開作為電纜室，并且通過電纜20與這里沒有示出的電源相連接。在所選擇的該實例中，開關柜18連同其配件應是一個開關設備。
與開關設備12、14、16中的每一個相連接的數據收集器22應僅僅表示，開關設備可以處理信號或數據并且與另外的設備進行交換。
第一氣體傳感器24在開關柜18之內布置在開關柜壁上，并且借助第一信號線路26與布置在開關柜18之外的分析電子設備28相連接。但是分析電子設備28毫無疑問也可以布置在開關柜18之內。
如此構造分析電子設備28，使得檢測和處理由氣體傳感器24所獲得的信號。除此之外，可以如此關斷分析電子設備28，使得在超過預先給定的極限值的情況下，該分析電子設備28將報警信號通過第二信號線路30傳送給在該圖中沒有示出的中央報警裝置，或將所處理的信號和值遞交到過程控制系統中，使得在那里可以確定可能的報警或極限值的超出。
氣體傳感器24也可以以有利的方式連接到數據收集器22上。于是經過數據收集器將氣體傳感器數據引入數據網中，使得分析電子設備28可連接在數據網的另外的位置上。但是也可以將分析電子設備28布置在氣體傳感器24的附近區域中，并且將所連接的數據收集器22所傳送的誤差信號定義為該氣體傳感器24的輸出信號。
傳感器24本身具有布置在基礎元件34上的傳感器元件32。傳感器元件32在此具有通向存在于開關柜18中的外界空氣的直接接觸，而基礎元件34確保傳感器24容易安裝，以及能夠實現傳感器元件32的輕易的電連接。
在該實例的所示的開關設備12、14、16中還示出了應混入漆中的示蹤物質36。為了說明可以在開關設備12、14、16的不同位置上布置示蹤物質36，示蹤物質36已被布置在相應開關設備12、14、16的不同的位置上，象征性地用于例如由連接、電纜等等組成的裝置。
在此，本發明裝置的各個元件如下共同起作用。示蹤物質36基本上結合在其載體介質、也即漆中。但示蹤物質36的確定的部分仍然擴散到包圍它的空氣中。在一定時間之后在那里將出現示蹤物質的確定的濃度。由氣體傳感器24連同分析電子設備28一起確定該濃度。在此，當今可供使用的氣體傳感器是如此敏感，以致于示蹤物質的一個分子部分地就已經足以能夠被氣體傳感器感覺到。
示蹤物質在包圍它的空氣中的濃度與示蹤物質的溫度有關。如果示蹤物質的溫度上升，則從漆中釋放出較大的量，并且在包圍它的空氣中導致較高的濃度。這種溫度上升的觸發源尤其可以是一種熱負荷或過負荷、即示蹤物或漆所處在的部件中的溫度上升。在氣體傳感器24中或在分析電子設備28中于是可以例如預先規定一域值，所述域值與在部件上的最大允許的溫度相對應，并且該閾值在其被超過時觸發報警。
圖2示出用于監控布置在室42中的兩個開關柜18的第二裝置40，其中又可以通過門44通向所述室42。在該圖中所采用的、也在圖1中已采用的部件配備有相應相同的參考符號。
在該實施例中，開關柜18也利用電纜20連接到室42之外的設備或系統上。兩個開關柜18的第一信號線路26與分析設備46相連接，所述分析設備46具有與根據圖1的分析電子設備28可比較的功能和任務。但是在分析設備46的情況下，來自開關柜18中的兩個氣體傳感器24的信號、以及另一氣體傳感器48的另一信號被處理，其中所述另一信號通過第三信號線路50被引導到分析設備46。
該另一氣體傳感器48具有基礎部件52，其中傳感器部件54已被集成在所述基礎部件52中，使得總共產生了與氣體傳感器24相比節省空間的另一氣體傳感器48。此外還直接在傳感器部件54的指向外部的面上安放微型通風器56，使得由微型通風器56所產生的氣流直接吹向傳感器部件54的傳感器范圍。以此方式持續地經由傳感器部件54的傳感器面引導由微型通風器56的尺寸所確定的氣流，并且以此方式通過強制對流來改進對該另一氣體傳感器48的監控。
像第二裝置40所示的這種裝置的優點在于，一方面單獨地監控開關柜18，使得可以迅速定位可能的事件。另一方面所述另一氣體傳感器48承擔對室42的區域性監控，其中在所述室42中可以布置同樣在熱負荷方面必須或應該受監控的其它部件。但是，所述其它部件在圖中未示出。
最終，所述另一氣體傳感器48還借助數據線路58與過程控制系統60相連接，其中所述過程控制系統在這里應通過計算機符號表示。以此方式確保分析設備46可以將或信號、消息、報警或極限值超過等等饋入上一級的控制系統中。該控制系統例如可以是整個設備的過程控制系統、或也可以是防火監控系統。
參考符號清單10 第一裝置12 第一開關設備14 第二開關設備16 第三開關設備18 開關柜20 電纜22 數據收集器24 氣體傳感器26 第一信號線路28 分析電子設備30 第二信號線路32 傳感器元件34 基礎元件36 示蹤物質40 第二裝置42 室44 門46 分析設備48 另外的氣體傳感器50 第三信號線路52 基礎部件54 傳感器部件56 微型通風器58 數據線60 過程控制系統
權利要求
1.用于在熱負荷方面監控設備、尤其是開關設備的裝置(10)，具有至少一個傳感器和具有與所述至少一個傳感器相連接的分析電子設備(28)，其特征在于，示蹤物(36)布置在至少一個位置上、或所述設備的至少一個部件上，釋放到環境中的示蹤物的量與溫度有關，并且可以利用所述至少一個傳感器檢測所述示蹤物(36)。
2.按權利要求1的裝置(10)，其特征在于，所述至少一個傳感器是氣體色譜分析儀或氣體傳感器(24)。
3.按權利要求1或2的裝置(10)，其特征在于，所述至少一個傳感器布置在至少一個位置或至少一個部件的附近區域中。
4.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，所述傳感器具有通風單元，該通風單元經由傳感器的檢測器元件引導預先確定的氣流。
5.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，將所述示蹤物(36)混入載體介質、尤其是開關設備的運行劑、諸如活動部件的潤滑劑、漆、絕緣材料、或絕緣氣體、或多種載體介質中。
6.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，可以將所述示蹤物(36)或將該示蹤物(36)作為載體介質的組成部分施加到所述至少一個位置上或至少一個部件上。
7.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，可以通過對所述示蹤物(36)的選擇或通過示蹤物(36)在載體介質中的分量來調節用于檢測熱負荷的極限值。
8.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，可以通過預先給定示蹤物(36)在外界空氣中的最大濃度來預先給定用于確定熱過負荷的極限值。
9.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，所述至少一個傳感器的信號、或所述至少一個傳感器的每時間單位的信號是熱負荷的尺度。
10.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，封裝所述設備，并且至少一個傳感器布置在封裝之內。
11.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，只有從示蹤物(36)在包圍它的大氣中的濃度的可預先給定的閾值起，才實現由于所檢測到的熱負荷的報警。
12.按以上權利要求之一的裝置(10)，其特征在于，時滯、也即從出現直至檢測到熱負荷的時間間隔與在具有所述示蹤物(36)的要監控的位置和所述至少一個傳感器之間的距離有關。
全文摘要
本發明涉及一種用于在熱負荷方面監控設備、尤其是開關設備的裝置(10)，具有至少一個傳感器和具有與該至少一個傳感器相連接的分析電子設備(28)。示蹤物(36)布置在至少一個位置上、或設備的至少一個部件上。釋放到環境中的示蹤物的量與溫度有關。此外，可以由該至少一個傳感器檢測示蹤物(36)。
文檔編號H02B13/025GK101040410SQ200580035261
公開日2007年9月19日 申請日期2005年9月28日 優先權日2004年10月15日
發明者J·科勒, H·-P·默克爾 申請人:Abb專利有限公司