本公开涉及用于实时监测电导体的温度的系统和方法，具体的讲，涉及用于监测配电系统中电力电缆的电导体的温度的系统和方法。
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，电力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(可能是弱点)，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。
技术实现要素：
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)导电层绝缘和保护，并且/或者常常被埋在地下或者被定位在高空。例如，在操作期间以最小的热延迟直接在线缆接头或结点处存在实时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，本公开描述了用于实时直接感测、测量或监测电力电缆的电导体的温度的系统和方法。提供了用于感测电导体的温度的温度感测设备。该设备包括传感器框架、温度传感器和热接触构件，该热接触构件被配置成增强温度传感器与电导体之间的热连通。传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向伸长的电导体的管道。框架主体包括邻近电导体的腔室。温度传感器的至少一部分被接收在腔室中。热接触构件的至少一部分设置在电导体与温度传感器之间并且被配置成增强电导体与温度传感器之间的热连通。热接触构件的至少一部分被配置成能够径向压靠在电导体的外表面上。
在另一个方面，提供了电力电缆组件。该组件包括包封在(半)导电层中的电导体以及本文所述的温度感测设备中的一个或多个。该温度感测设备包括传感器框架、温度传感器和热接触构件，该热接触构件被配置成增强温度传感器与电导体之间的热连通。传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向伸长的电导体的管道。框架主体包括邻近电导体的腔室。温度传感器的至少一部分被接收在腔室中。热接触构件的至少一部分设置在电导体与温度传感器之间并且被配置成增强电导体与温度传感器之间的热连通。热接触构件的至少一部分被配置成能够径向压靠在电导体上。温度感测设备沿电导体分布并且被配置成感测电导体的温度分布。
在本公开的示例性实施方案中获得了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在于本文所述的热接触构件能够径向压靠在电导体上。这允许传感器框架的管道容纳具有不同尺寸的电导体，同时通过热接触构件在温度传感器与电导体之间提供良好的热连通。本文所述的实施方案可有效地减小由电极与温度传感器之间的可能气隙引起的热延迟，并且为电导体提供更稳健、准确和可靠的直接实时温度测量。
已总结了本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的发明内容并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选的实施方案。
附图说明
结合附图来考虑本公开的各种实施方案的以下详细描述可更全面地理解本公开，其中：
图1为根据一个实施方案的用于监测电导体的温度的系统的示意性框图。
图2为根据一个实施方案的用于监测电导体的温度的系统的lc回路的示意性电路图。
图3为根据一个实施方案的用于监测线缆接头组件中的电导体的温度的系统的应用的部分剖视示意图。
图4为根据一个实施方案的用于监测电导体的温度的系统的示意性电路图。
图5为根据一个实施方案的系统的无源感应单元的线缆接头组件中的电导体的一部分的剖视图。
图6为图5的线缆接头组件的一部分的局部横截面侧视图。
图7a为根据一个实施方案的温度感测设备的横截面透视图。
图7b为根据另一个实施方案的温度感测设备的横截面透视图。
图7c为根据另一个实施方案的温度感测设备的横截面透视图。
图7d为图7a的温度感测设备的横截面视图。
图8a为根据一个实施方案的传感器框架的透视侧视图。
图8b为根据一个实施方案的具有热接触构件的图8a的传感器框架的透视侧视图。
图8c为根据一个实施方案的具有组装的热触点和温度传感器的图8b的传感器框架的透视侧视图。
图8d为根据一个实施方案的具有组装的热触点、温度传感器和弹簧构件的图8c的传感器框架的透视侧视图。
图9为根据一个实施方案的图8b的热接触构件的横截面视图。
图10a为根据一个实施方案的包括温度敏感型电容器的电路板的透视侧视图。
图10b为沿线10b-10b的图10a的电路板的横截面视图。
图11为根据一个实施方案的温度感测设备的横截面视图。
图12为根据另一个实施方案的温度感测设备的横截面视图。
图13示出实施例1和比较例c1的传感器温度与导体温度的比率曲线。
在附图中，类似的附图标号指示类似的元件。虽然可不按比例绘制的上述附图示出了本公开的各种实施方案，但还可设想如在具体实施方式中所提到的其它实施方案。在所有情况下，本公开都通过示例性实施方案的表示而非通过表述限制来描述当前所公开的公开内容。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其它修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案落在本公开的范围和实质内。
具体实施方式
本公开提供用于监测例如中压或高压(例如，＞1kv或＞10kv)电力电缆的电导体的温度的系统和方法的实施方案。使用“无源”设备执行此类监测可特别有用，所谓“无源”设备是指不需要内部电源(例如，电池)并且不需要物理连接到外部电源的设备。可用于此类应用中的一种无源设备依赖于lc电路(即，电感-电容电路)。采用适当设计的lc电路可表现出谐振频率，该谐振频率可被监测(无论是连续监测还是不连续监测)，且不一定需要与设备建立任何线连接，本领域的技术人员将会知道这一点。当此类设备使用放置成与电力电缆的一部分热连通或接触的温度敏感型电容器时，电力电缆的该部分的温度的改变可致使温度敏感型电容器的温度相应地改变。此温度变化可改变lc电路的谐振频率，可检测该谐振频率并用于推断该部分电力线缆的温度。
图1为根据一个实施方案的用于监测电导体31的温度的系统100的示意图。系统100包括无源感应单元20、收发器单元40和控制单元50。无源感应单元20被配置成包括如下文所述的至少一个温度敏感型电容器。温度敏感型电容器具有随温度变化的特征参数，并且与电导体31热接触。在一些实施方案中，温度敏感型电容器通过下文另外描述的一个或多个热接触构件与电导体31的外表面热接触。
在一些实施方案中，无源感应单元20可具有随电导体31的温度变化的谐振频率和/或q值。收发器单元40可与无源感应单元20电磁耦合，并且发出表示感应单元20的谐振频率和/或q值的信号。控制单元50可与收发器单元40通信以探知表示谐振频率和/或q值的信号，并且基于所探知到的表示谐振频率和/或q值的信号来确定电导体31的温度值。在一些实施方案中，系统100还可包括任选的中央监测单元。任选的中央监测单元可以与控制单元50无线(例如，通过移动网络)或有线地连通，以接收所确定的电导体31的温度值，并且因此作出决定。
在一些实施方案中，在操作期间，如果存在监测电导体31的温度的需要，则控制单元50可以向收发器单元40发送指令信号s1。一旦收发器单元40接收到指令信号s1，其就向感应单元20发射激励信号s2。激励信号s2可引起感应单元20振荡。收发器单元40可检测来自感应单元20的振荡信号s3并且然后向控制单元50发出反馈信号s4。振荡信号s3和反馈信号s4包含表示可随电导体31的温度变化的感应单元20的谐振频率和/或q值的信息。控制单元50可基于所探知到的反馈信号s4来确定电导体31的温度值。
在一些实施方案中，系统100还可包括任选的能量获取单元60。能量获取单元60可以适于在ac电流流过电导体31时获取来自电导体31的电力，并且将所获取到的电力供应给收发器单元40和/或控制单元50。
在一个实施方案中，感应单元20可包括如图2中所示的电感器-电容器(lc)回路21。lc回路21包括例如通过电线以串联方式电连接的温度敏感型电容器21c和电感器21l。温度敏感型电容器21c具有随温度变化的电容。在这个实例中，在实际应用期间，该温度敏感型电容器21c可与图1的电导体31的外表面热接触或直接接触。电感器21l可为任何类型的电感器，包括例如感应线圈、印刷天线等。可理解的是lc回路21可包括一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。
lc回路21的谐振频率fr可根据如下给出的公式(1)计算：
其中l代表电感值，例如电感器21l的电感；c代表电容值，例如电容器21c的电容。
实际上，lc回路21可能具有一些电阻性、耗散性和/或吸收性损耗，该损耗可被模型化为单个小型串联电阻rs。此类lc回路21的q值可根据如下给出的公式(2)计算：
其中ωo＝2πfr，并且其中fr为谐振频率。
如此可见，当lc回路21的电感或电容改变时，谐振频率fr和q值可相应地改变。在如图2中所示的实施方案中，电容器21c为温度敏感的并且被配置成与电导体31热接触。电容器21c的温度可随电导体31的温度改变而变化，由此致使电容器21c的电容改变。因此，lc回路21的谐振频率fr和q值可随电导体31的不同温度而变化。应当理解，电感器21l可与电导体31热接触并且其电感随电导体31的温度改变而变化。
在一些实施方案中，一系列耦合的感应单元和收发器单元(诸如例如图1的感应单元20和收发器单元40)可沿电力电缆的电导体(诸如电导体31)分布。耦合的感应单元和收发器单元中的每者可测量与相应的感应单元(例如，感应单元20)热接触的电导体的一部分的局部温度。测量的局部温度可由控制单元50接收以确定沿电导体的温度分布。
图3示出根据一个实施方案的图1的用于监测或测量例如包封在线缆接头组件30中的电导体31的温度的系统100的应用，该系统包括无源感应单元20、收发器单元40和控制单元50。
在线缆接头组件30中，电力电缆10的两个部分被拼接。电力电缆10的每个部分包括电导体31、绝缘层33和(半)导电层35。绝缘层33和(半)导电层35包围电导体31。连接器12同心地围绕拼接的电导体31。第一(半)导电(或电极)层13(在这种情况下为金属层)同心地围绕拼接的电导体31和连接器12，从而围绕连接器12和电导体31形成屏蔽法拉第笼。在一些实施方案中，“(半)导电的”指根据特定构型，该层可为半导电的或导电的。绝缘层11(包含几何形的应力控制元件16)围绕第一(半)导电层13。上述构型被设置在用作屏蔽和接地层的第二(半)导电层14(在这种情况下为金属外壳)的内部。树脂可以通过端口18中的一个被倾注到金属外壳14中，以填充围绕绝缘层11的区域。可收缩套管层15充当最外层。
在该实施方案中，电导体31的部分被连接器12覆盖，并且然后被第一(半)导电层13、绝缘层11、第二(半)导电层14和可收缩套管层15包封。在该实施方案中，可收缩套管层15包括两个重叠部分151和重叠部分152，以在重叠部分之间留出通道153。通道153是从可收缩套管层15的外部穿过第二(半)导电层14上的端口18到第二(半)导电层14的内部。
如图3所示，无源感应单元20被定位成邻近电导体31中的一个并且在第一(半)导电层13的内部。优选地，电导体31的一部分暴露在电力电缆10的绝缘层33与连接器12之间，并且无源感应单元20可被定位成围绕电导体31的暴露部分。将在下文中参考图6给出关于无源感应单元20的位置的更具体描述。
收发器单元40被定位在第一(半)导电层13的外部且在第二(半)导电层14的内部，即在第一(半)导电层13与第二(半)导电层14之间。在如图4所示的一个实施方案中，收发器单元40包括电感器44，其可包括任何类型的电感器，包括例如感应线圈、印刷天线等。电感器44可被定位成围绕图3的绝缘层11。在一些实施方案中，无源感应单元20(见图2)的电感器44和电感器21l可位于同一横截面中，以便改进电磁耦合。下文将参考图5提供关于收发器单元40的实施方案和其定位的更具体的描述。
在一些实施方案中，无源感应单元20和收发器单元40的配对可位于电力电缆10在组件30外部的特定部分处。无源感应单元20可设置成邻近电导体31，并且被电力电缆10的(半)导电层35和绝缘层33包封。收发器单元40可位于(半)导电层35的外部，并且被配置成与无源感应单元20电磁耦合。一系列此类配对可沿电力电缆10分布，以提供电导体31的温度分布。
再次参考图3，控制单元50被配置成穿过电线51与收发器单元40进行连通。电线51可容纳在通道153内，使得电线51可从收发器单元40穿过端口18延伸至控制单元50。包括电力感应线圈61的任选的能量获取单元60可以定位在组件30的外部并且围绕线缆10，或定位在第二(半)导电层14和可收缩套管层15之间。能量获取单元60可以用于通过电线52向收发器单元40和/或控制单元50供应电力。贯穿本说明书，尽管电线51和电线52各自被称为“电线”，但应当理解，电线51和电线52中的任一个或两者可按系统起作用的需求包括多根电线。
在一些实施方案中，任选能量获取单元60的感应线圈61可包括例如铁芯电流变压器、空芯电流变压器、罗柯夫斯基线圈等中的一个或多个。感应线圈61可定位在第一(半)导电层13的外部，或者如果使用第二(半)导电层之外的话则定位在第二(半)导电层的外部。优选地，能量获取单元60可主要用于将所获取的电力提供给收发器单元40，所以能量获取单元60可定位在收发器单元40所位于的层的外部。因此，能量获取单元60可通过一根或多根电线与收发器单元40电连接。在一些实施方案中，能量获取单元60还可包括任选的整流器电路，以便将所获取的电力调整为适用于收发器单元40和/或控制单元50。
图5示出放置在电导体31上邻近连接器12的图3的感应单元20的更靠近的透视图。在图5的实施方案中，可收缩套管层15是连续的，并且已在可收缩套管层15中切割出孔，以容纳端口18且允许电线51伸出。
图6为示出无源感应单元20的示例性位置的放大视图。例如，无源感应单元20包括也在图2中示出的电感器21l和温度敏感型电容器21c。电感器21l和温度敏感型电容器21c通过电线220电连接。提供传感器框架210以安装电感器21l和温度敏感型电容器21c。在图6的实施方案中，传感器框架210包括限定中央管道2102的环形框架主体2101。中央管道2102适于容纳电导体31，以使电导体31沿轴向方向穿过管道2102。环状框架主体2101具有用于容纳温度敏感型电容器21c的腔室2103。在一些实施方案中，腔室2103可填充有导热材料，例如热环氧树脂。电感器21l适于围绕主体2101卷绕。传感器框架210还包括盖2104以包封环状框架主体2101。应当理解，传感器框架210可具有任何合适的构型以容纳与电导体31直接热接触的温度传感器。
本文所述的一些实施方案提供了热接触构件，该热接触构件被配置成增强由腔室2103接收的温度敏感型电容器21c与由中央管道2102接收的电导体31之间的热连通。本文所述的热接触构件可具有设置在温度敏感型电容器21c与电导体31之间的至少一部分。热接触构件的至少一部分可相对于传感器框架210可径向移动或可压缩，这允许管道2102容纳具有不同尺寸的电导体。在实施过程中，电导体的尺寸或直径可因供应商而变化。直径的此类变化可高达例如若干毫米或甚至若干厘米。当电导体的直径小于传感器框架210的中央管道2102的直径时，可在电导体与温度传感器(例如，温度敏感型电容器21c)之间或在电导体与传感器框架的内壁之间存在一个或多个气隙。
一个或多个气隙可引入热延迟，由此使得温度传感器不能跟随电导体的温度改变，并且电导体的温度可无法准确地实时测量。在典型的拼接环境中，接头的内部存在很少或没有气流，1mm至3mm的气隙可与长时间的温度热延迟相关，例如，以几十分钟至几十小时测量。此外，热延迟可使得温度传感器无法测量可指示电力电缆系统上的早期应力/磨损的小的温度改变。本文所述的热接触构件可有效地减小此类热延迟，增强电导体与温度传感器之间的热连通，提供实时温度测量并且改进电导体的温度测量的准确度。
在一些实施方案中，热接触构件可直接压靠在电导体31的外表面上，以实现精确、直接的表面接触。热接触构件可由热扩散或导电材料制成，从而增强其间的热连通。如此，温度传感器(例如温度敏感型电容器21c)可实时跟随电导体31的温度改变(例如，在几分钟、一分钟、几秒或甚至更短的时间段内)。
在一些实施方案中，热接触构件可由具有热导率(例如不小于10w/(m·k))和热扩散率(例如不小于1mm2/s)的材料制成。术语“热导率”是指材料在稳定状态下的热传递能力。术语“热扩散率”是指材料传导热能的能力相对于其瞬态储存热能的能力。下面的表1中列出了一些示例性材料的热特性。
表1
在图7a至图7d所示的实施方案中，热接触构件包括一个或多个弹簧夹70。弹簧夹70附接到限定中央管道2102的传感器框架210的内表面212。弹簧夹70可由弹性的导热材料(诸如例如金属)制成。
传感器框架210被配置为接收温度传感器的外壳，在该实施方案中，温度传感器包括电感器21l和温度敏感型电容器21c。在一些实施方案中，围绕温度敏感型电容器21c的传感器框架210的一部分可由合适的热扩散和电绝缘材料制成，诸如例如具有0.1w/(m·k)至20w/(m·k)的热导率的导热塑料。在一些实施方案中，大部分传感器框架210可由绝热材料制成以减小其热质量，由此使得电导体31的局部温度在接触传感器框架210时不会显著改变。在一些实施方案中，传感器框架可由可模压的聚合物材料(诸如，例如，聚四氟乙烯(ptfe)、尼龙、聚碳酸酯等)制成。
在图7a至图7d的实施方案中，弹簧夹70中的至少一个被定位在邻近接收温度敏感型电容器21c的腔室2013。弹簧夹70和电容器21c被传感器框架210的侧壁214隔开(见图7b)。如上所述，侧壁214可由热扩散和/或电绝缘材料制成。弹簧夹70可具有沿基本上垂直于传感器框架210的内表面212的径向方向可压缩或可移动的各种形状和构型。图7a至图7d示出示例性弹簧夹70。图7a的每个弹簧夹70均具有固定到传感器框架210的内表面212的两个端部，和被配置成直接压靠在电导体31的外表面上的端部之间的凸出部分。图7d的弹簧夹70具有与图7a中相似的构型。图7b的每个弹簧夹70均具有附接到传感器框架210的内表面212的固定部分和被配置成压靠在电导体31的外表面上的折叠部分。图7c的每个弹簧夹70均具有附接到传感器框架210的内表面212的固定部分和被配置成压靠在电导体31的外表面上的倾斜部分。
虽然将图7a至图7d中示出的弹簧夹作为热接触构件的示例性实施方案，但是应当理解可径向压缩、可变形、可按压或可移动的任何合适的导热结构可用作热接触构件。其它示例性导热结构可包括例如可压缩的o形环、可压缩的衬套等。
在一些实施方案中，如图7d所示，邻近温度敏感型电容器21c并且在电导体31的外表面与传感器框架210的内表面212之间的空间221可填充有可流动或可固化的导热材料，诸如例如热环氧树脂。例如，袋或包可被焊接或密封到传感器框架210且填充有热环氧树脂。在将传感器框架组装到电导体上期间，当袋受到挤压时，袋中的热环氧树脂可破裂并挤压到空间中以进行填充。
图8a至图8d示出根据另一个实施方案的示例性热接触构件。传感器框架210限定腔室2103以接收热接触元件80和限定环形凹槽2106以接收电感器，该电感器可为定位于传感器框架210周围的电感器线圈。腔室2013具有通向中央管道2102的开口2105和通向环形凹槽2106的另一个开口2107。图9示出热接触元件80的横截面侧视图，其中示出热接触元件80的半部。热接触构件80包括基板82和从基板82突出的突出部84。在所描绘的实施方案中，将如图10a至图10b中所示的包括温度敏感性电容器的电路板90附接到基板82。
在一些实施方案中，可通过从一例冲压板来方便地制成热接触构件80，以在该侧上形成凹陷部或凹坑86，而在另一例上形成突出部84。在一些实施方案中，凹陷部86可填充有导热材料，诸如例如热环氧树脂。
在一些实施方案中，热接触构件80作为整体可由导热陶瓷制成，并且电路板90可直接附接到热接触构件80。导热陶瓷可包括例如氮化铝，可通过调谐机等制成该形状的可加工陶瓷。导热陶瓷可具有例如从约0.1w/(m·k)至约200w/(m·k)范围内的热导率。在一些实施方案中，热接触构件80作为整体可由金属制成，并且电绝缘层可设置在热接触构件80与电路板90之间。金属可包括例如铜、铝等，其热导率在例如约100w/(m·k)至约500w/(m·k)的范围内。在一些实施方案中，基板82和突出部84中的一者可由金属制成，以及基板82和突出部84中的另一个可由导热陶瓷制成。
再次参考图8a至图8d和图9，热接触构件80被传感器框架210的腔室2013接收，突出部84穿过开口2105突出到中央管道2102中。在电路板90附接到热接触构件80的基板82的情况下，弹性构件110设置在电路板90上方以在向心方向上按压电路板90和热接触构件80，由此使得热接触构件80的突出部84可与接收在管道2102中的电导体的外表面直接接触。
图10a至图10b示出包括温度敏感型电容器21c的示例性电路板90。电路板90具有包括阻燃(fr)层92、迹线层94、电绝缘层96和导电层98的多层结构。迹线层94、电绝缘层96和导电层98可方便地称为铝基底。fr层92具有接收电容器21c的凹陷部或凹坑922。在一些实施方案中，fr层92可由包括例如具有环氧树脂粘结剂的编织玻璃纤维布的复合材料制成。电容器21c的顶部可低于fr层92的顶部，以保护电容器21c免受可能的短路问题。电容器21c可通过迹线层94的导电迹线和导线220电连接到由环形凹槽2106接收的电感器(例如，图6的电感器21l)以形成lc环路。导线220可延伸穿过开口2107以与电容器21c和电感器电连接。应当理解只要电路板可为电容器21c提供机械支撑和电连接，则电路板90可具有任何合适的结构或构型。
电路板90可被附接到热接触构件80。在一些实施方案中，电路板90的第一侧921可直接附接到热接触构件80的基板82。在一些实施方案中，电路板90的第二侧923可直接附接到热接触构件80的基板82。在一些实施方案中，任选的电绝缘带可定位在电路板90与基板82之间。任选的带可包括电绝缘和导热材料，诸如例如聚酰亚胺。在一些实施方案中，电路板90可通过合适的电绝缘和导热粘合剂(诸如例如，热环氧树脂)粘结到热接触构件80。
如图11所示，将电路板90附接到热接触构件80，弹簧构件110被配置成压靠在热接触构件80上，由此使得热接触构件80能够沿箭头9所指示的径向方向径向地前后移动。这允许突出部84突出穿过开口2105且与具有变化尺寸的电导体直接接触。应当理解弹簧构件110可压靠在电路板90上以移动热接触构件80。热接触构件80的此类径向移动允许具有不同尺寸的电导体与热接触构件80的突出部84良好地热接触。在诸如图12所示的一些实施方案中，电路板90作为整体可由热接触构件80的后侧上的凹坑接收。应当理解热接触构件80可不刚性地固定到腔室2103的内壁，这可阻止径向移动。附加弹簧构件或可压缩构件可与弹簧构件110一起使用，以使热接触构件80沿径向方向可弹性地移动。
上面描述的一些实施方案提供热接触构件以有效地减小温度敏感型电容器与电导体之间的热延迟，并因此增强温度敏感型电容器与电导体之间的热连通。应当理解可施用上述热接触构件以增强电导体与温度传感器的任何温度敏感构件之间的热连通。例如，在一些实施方案中，可施用热接触构件以增强温度敏感型电感器与电导体之间的热连通。
本公开提供了一种温度感测设备，该设备包括一个或多个可径向移动或可压缩的热接触构件，这允许温度感测设备可施用于具有不同尺寸或直径的各种电导体。热接触构件可有效地减小电极和温度传感器之间的热延迟，并且为电导体实时提供更稳健、准确和可靠的温度测量。
示例性实施方案列表
以下列出示例性实施方案。
实施方案1为用于感测电导体的温度的温度感测设备，所述设备包括：
传感器框架，所述传感器框架包括框架主体和适于容纳沿轴向伸长的所述电导体的管道，所述框架主体包括邻近所述电导体的腔室；
温度传感器，所述温度传感器的至少一部分被接收在所述传感器框架的所述腔室中；以及
热接触构件，所述热接触构件的至少一部分设置在所述电导体与所述温度传感器之间并且被配置成增强所述电导体与所述温度传感器之间的热连通，
其中所述热接触构件的至少一部分被配置成可径向压靠在所述电导体的外表面上。
实施方案2为根据实施方案1所述的设备，其中所述温度传感器包括至少一个温度敏感型电容器。
实施方案3为根据实施方案1或实施方案2所述的设备，其中所述传感器框架具有环形形状并且所述管道为中央管道。
实施方案4为根据实施方案1至实施方案3中任一项所述的设备，其中所述传感器框架的邻近所述温度传感器的至少一部分由导热聚合物材料制成。
实施方案5为根据实施方案1至实施方案4中任一项所述的设备，其中所述热接触构件包括附接到所述框架主体的内表面的一个或多个弹簧夹。
实施方案6为根据实施方案5所述的设备，其中所述弹簧夹中的至少一个包括固定到所述腔室的内壁的第一部分，和径向可压缩并且被配置成与所述电导体直接接触的第二部分。
实施方案7为根据实施方案5或实施方案6所述的设备，其中所述弹簧夹中的至少一个设置成邻近所述腔室。
实施方案8为根据实施方案1至实施方案7中任一项所述的设备，其中所述热接触构件包括由所述腔室接收的热接触主体和连接到所述热接触主体的突出部，所述突出部经由所述腔室的开口突出到所述管道中且适于与所述电导体的所述外表面直接接触。
实施方案9为根据实施方案8所述的设备，其中所述热接触主体和所述突出部是通过如下方式形成的：从板的第一例冲压所述板，以在所述第一例上形成凹坑且在相反的第二侧上形成所述突出部。
实施方案10为根据实施方案8或实施方案9所述的设备，其中所述热接触主体和所述突出部由一种或多种导热材料制成。
实施方案11为根据实施方案10所述的设备，其中所述导热材料包括导热陶瓷和金属中的至少一种。
实施方案12为根据实施方案10或实施方案11所述的设备，其中所述导热材料具有不小于约10w/(m·k)的热导率。
实施方案13为根据实施方案8至实施方案12中任一项所述的设备，还包括将所述热接触构件和所述温度传感器中的至少一个压靠在在所述电导体的所述外表面上的弹簧构件。
实施方案14为根据实施方案8至实施方案13中任一项所述的设备，其中所述温度传感器通过热粘合剂粘结到所述热接触构件的主表面。
实施方案15为根据实施方案8至实施方案14中任一项所述的设备，还包括设置在所述热接触构件与所述温度传感器之间的电绝缘层。
实施方案16为根据实施方案8至实施方案15中任一项所述的设备，其中所述热接触主体包括用于接收所述温度传感器的凹坑。
实施方案17为根据实施方案1至实施方案16中任一项所述的设备，还包括电路板，所述电路板在其主表面上包括凹槽以接收所述温度传感器。
实施方案18为根据实施方案17所述的设备，其中所述电路板具有包括阻燃(fr)层、迹线层、电绝缘层和导电层的多层结构，并且所述凹槽形成在所述fr层中。
实施方案19为一种电力电缆组件，包括：
电导体，所述电导体包封在(半)导电层中；以及
根据前述实施方案中任一项所述的温度感测设备中的一个或多个，
其中所述温度感测设备沿所述电导体分布并且被配置成感测所述电导体的温度分布。
整个本说明书中关于的“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”，无论在术语“实施方案”前是否包括术语“示例性的”都意指结合该实施方案描述的特定特征部、结构、材料或特征包括在本公开的某些示例性实施方案中的至少一个实施方案中。因此，在整个本说明书的各处出现的短语如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定是指本公开的某些示例性实施方案中的同一实施方案。此外，特定特征部、结构、材料或特征可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。
实施例
实施例1和比较例c1
构造实施例1用于感测电导体(例如，图1的电导体31)的温度。温度感测设备具有如图7a所示的构型。传感器框架由导热塑料(以商品名coolpoly购自塞拉尼斯公司(德克萨斯州欧文市)(celanese(irving，texas))制成。将八个金属弹簧夹安装在传感器框架的内表面上，使其与电导体接触。腔室2103填充有热环氧树脂(购自3m公司(明尼苏达州圣保罗)(3mcompany(st.paul，minnesota))。除了不使用弹簧夹、腔室2103未填充有空气(不是环氧树脂)以及传感器框架210由ptfe塑料制成之外，比较例c1与实施例1相同。
执行瞬态热分析以比较实施例1和比较例c1的热响应。传感器温度和导体温度的比率如图13所示标绘。对于实施例1，温度感测设备的温度紧随电导体的温度(即，比率t传感器/t导体接近1)，而比较例c1具有显著较大的温度偏差(即，比率t传感器/t导体不接近1)。
实施例2和比较例c2
构造实施例2用于感测电导体(例如，图1的电导体31)的温度。温度感测设备具有如图8d所示的构型。传感器框架由聚四氟乙烯(ptfe)制成。热接触构件80通过冲压铜板制成。除了比较例c2未使用热接触构件80之外，比较例c2与实施例2相同。通过数值模拟来评估电导体与温度感测设备之间的热传递，并且结果与图13中的相似。对于实施例2，温度感测设备的温度紧随电导体的温度(即，比率t传感器/t导体接近1)。
虽然本说明书已经详细地描述了某些示例性实施方案，但是应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容后，可很容易地想到这些实施方案的更改、变型和等同物。因此，应当理解，本公开不应不当地受限于以上示出的例示性实施方案。特别地，如本文所用，用端值表述的数值范围旨在包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。另外，本文所用的所有数字都被认为是被术语“约”修饰。此外，对各种示例性实施方案进行了描述。这些实施方案以及其它实施方案均在如下权利要求书的范围内。