[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2021083565A1 - Device for monitoring the temperature of a power transmission line segment from an energy source to an energy sink - Google Patents

Device for monitoring the temperature of a power transmission line segment from an energy source to an energy sink Download PDF

Info

Publication number
WO2021083565A1
WO2021083565A1 PCT/EP2020/072378 EP2020072378W WO2021083565A1 WO 2021083565 A1 WO2021083565 A1 WO 2021083565A1 EP 2020072378 W EP2020072378 W EP 2020072378W WO 2021083565 A1 WO2021083565 A1 WO 2021083565A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
line
temperature
power transmission
fiber
optic
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/072378
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Greiner
Dietmar HERZOG
Matthias Pieper
Original Assignee
Kromberg & Schubert Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kromberg & Schubert Gmbh filed Critical Kromberg & Schubert Gmbh
Priority to EP20754715.9A priority Critical patent/EP4008013A1/en
Priority to CN202080067571.0A priority patent/CN114467153A/en
Publication of WO2021083565A1 publication Critical patent/WO2021083565A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/32—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for indicating defects, e.g. breaks or leaks
    • H01B7/324—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for indicating defects, e.g. breaks or leaks comprising temperature sensing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/005—Power cables including optical transmission elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring the temperature of a power transmission path from an energy source to an energy source, in particular an on-board power supply system in a vehicle, in which the power transmission path between the energy store and a consumer is monitored.
  • Power contacts are arranged in the charging plug, via which electrical charging currents can be transmitted to an electrical energy receiver, for example an accumulator of a vehicle.
  • the power contact is designed for galvanic connection with an electrical energy source, for example a charging station or generally with an electrical supply network.
  • the power contacts are each firmly connected to a charging line. Due to the charging currents flowing through the power contacts, the power contacts inevitably heat up due to ohmic current heat losses. However, the heating of the power contacts is limited to a limit temperature increase. For example, according to the IEC 62196-3 standard, the limit temperature increase is limited to 50K.
  • DE 10 2009 034 886 A1 describes a plug-in device for a charging cable for connecting an electric vehicle to a charging station.
  • the plug-in device comprises a housing and electrical contacts assigned to the housing for connection to a connection device in the charging station or in the electric vehicle.
  • a temperature detection means designed as a thermistor is provided in the housing, the temperature in the housing being able to be evaluated via the temperature detection means.
  • a device or device for temperature monitoring of a power transmission path from an energy source to an energy sink comprising an electrical line which extends from a line beginning to a line end, a sensor path being provided parallel to the course of the electrical line, and A thermal coupling is provided between the line and the sensor path, so that a local temperature change on the line causes a temperature change on the sensor path.
  • the sensor path is advantageously designed as a tubular channel in or along the electrical line; the channel inside is particularly advantageous. Ren and extends over the entire length of the line.
  • the sensor path has a sensor line.
  • a sensor contact can also be provided, which z. B. is used in a 2-wire line with contact monitoring.
  • a solution in which the sensor path is designed as a fiber optic device, a fiber optic line or with fiber optic elemen is particularly advantageous. So you can use the so-called Raman effect.
  • the light in the glass fiber scatters at microscopic density fluctuations that are smaller than the wavelength.
  • the elastic scattering component Rayleigh scattering
  • the special inventive idea lies in the provision of a pre-assembled device which is designed with a corresponding channel for receiving the fiber-optic means in order to be able to use the aforementioned effect for temperature monitoring.
  • a fiber-optic line is arranged in the sensor channel or the channel is designed with fiber-optic elements.
  • Another aspect of the present invention relates to the method for producing such a line.
  • a channel is formed on or in the line in one step.
  • either a sensor line or a fiber optic unit or fiber optic cable is drawn or shot into the channel.
  • the sensor line and / or the fiber-optic device can also be extruded with the line into the line sheath in the manufacturing process.
  • goods by the meter or roll goods in the desired length can be produced as a semi-finished product, so that a new type of cable for power transmission with an integrated temperature monitoring device is available for a cable manufacturer.
  • the line has means for power transmission of high energy densities, preferably for power transmission of electrical powers above 1 KW, more preferably above half of 5 kW.
  • a likewise preferred embodiment of the invention provides that the line for the electrical connection is also equipped at the end with contact elements and a thermal coupling is established between the contact elements and the sensor path for detecting temperature changes at the contacts.
  • the line surrounds at least one electrically insulating line jacket and the tubular channel is located inside the line jacket or is introduced there during the production process.
  • the line is a shielded line in which the means for power transmission are surrounded by a screen.
  • tubular channel is located inside the line and is surrounded on multiple or all sides by means for power transmission, the means for power transmission being individual lines, stranded lines or bundles of lines. To this The surrounding parts of the line can be monitored with approximately the same sensitivity.
  • flat lines or flat cables can also be implemented according to the concept according to the invention. Also preferred is an implementation with means for temperature detection which at least partially provide a fiber-optic temperature measurement.
  • a ready-made system formed from the semifinished product and the sensor and monitoring device, can also be provided.
  • a temperature monitoring device is provided which is designed to detect a temperature change, in particular a temperature increase locally at a position of the power transmission path between the start of the line and the end of the line as a reaction to a change in fiber optic properties or an influence on the transmission properties of a to determine fiber optic material based on the thermal coupling.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the invention
  • 4 shows a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a system having a device for temperature monitoring. The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 6, the same reference symbols in the figures indicating the same structural and / or functional features.
  • FIGS. 1 to 5 different exemplary embodiments are shown, which schematically show possible solutions in the implementation of the present invention.
  • FIG. 6 shows schematically a system with a device 1 for monitoring the temperature of a power transmission path from an energy source Q to an energy sink S, comprising an electrical line 10, which extends from a line beginning 11 to a line end 12, wherein parallel to the course of the electrical Line 10, a sensor line 20 is provided, and a thermal coupling is provided between line 10 and sensor line 20, wherein line 10 or device 1 can have a configuration as in the examples in FIGS.
  • the line 10 each has a sensor section 20 which is designed as a tubular channel 21 in or along the electrical line 10. In FIG. 1, the channel 21 is arranged in the center of the line 10.
  • FIG. 2 An alternative solution is provided in FIG. 2, in which the channel runs along the line jacket surface of the line 10.
  • the thermal coupling takes place here via the contact surface or a material connection between the duct wall and the jacket of the line 10.
  • the embodiment of the invention is not restricted to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device (1) for monitoring the temperature of a power transmission line segment (10) from an energy source to an energy sink, comprising an electrical cable (10) extending from a start (11) of the cable to an end (12) of the cable, wherein a sensor line segment (20) is provided in parallel to the course of the electrical cable (10), and a thermal coupling is provided between the cable (10) and the sensor line segment (20), such that a local temperature change in the cable (10) brings about a temperature change in the sensor line segment (20).

Description

Einrichtung zur Temperaturüberwachung einer Leistungsübertragungsstrecke von einer Energiequelle zu einer Device for temperature monitoring of a power transmission line from an energy source to a
Energiesenke Energy sink
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung einer Leistungsübertragungsstrecke von einer Energiequelle zu einer Energiesen ke, insbesondere ein Leistungsbordnetz in einem Fahrzeug, bei dem ein Monitoring der Leistungsübertragungsstrecke zwischen dem Energiespeicher und einem Verbraucher erfolgt. The invention relates to a device for monitoring the temperature of a power transmission path from an energy source to an energy source, in particular an on-board power supply system in a vehicle, in which the power transmission path between the energy store and a consumer is monitored.
Technischer Hintergrund Aus dem Stand der Technik sind Temperaturüberwachungen einer Leistungsübertragungsstrecke von einer Energiequelle zu einer Energiesenke bekannt, die sich aber ganz überwiegend nicht für Fahrzeugbordnetze eignen. Ferner besteht ein Bedürfnis danach, die Leistungsübertragungsstrecke flexibel konfigurieren zu können. Wir ein typisches Power-Kabel als Kabel satz dazu verwendet, so muss dessen Konzeption so sein, dass es universell ausgebildet ist, um den unterschiedlichsten Anwendungen und Fahrzeugtypen gerecht zu werden. Aus dem Bereich der Ladesystem mit Steckverbindern bzw. Ladestecker für elektrisch antreibbare Fahrzeuge sind Konzepte bekannt, die zur Verbindung mit einer korrespondierenden und beispielsweise als Ladebuchse ausgebildeten Verbindungsvorrichtung ausgebildet sind. Diesbezüglich wird auf den in der DE 10 2012 105 774 B3 offenbarten Ladestecker verwiesen. In dem Ladestecker sind Leistungskontakte angeordnet, über die elektrische Lade ströme an einen elektrischen Energieempfänger, beispielsweise einem Akkumulator eines Fahrzeuges, übertragbar sind. Der Leistungskontakt ist zur galvanischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise eine Ladestation oder im Allgemeinen mit einem elektrischen Versor- gungsnetz ausgebildet. Zu diesem Zweck sind die Leistungskontakte jeweils mit einer Ladeleitung fest verbunden. Aufgrund durch die Leistungskontakte fließender Ladeströme heizen sich die Leistungskontakte unweigerlich aufgrund von ohmschen Stromwärmeverlusten auf. Das Aufheizen der Leistungskontakte ist jedoch auf eine Grenztemperaturerhöhung limitiert. So ist beispielsweise gemäß der Norm IEC 62196-3 die Grenztemperaturerhöhung auf 50K limitiert. Technical background Temperature monitors of a power transmission path from an energy source to an energy sink are known from the prior art, but these are largely unsuitable for vehicle electrical systems. Furthermore, there is a need to be able to flexibly configure the power transmission link. If a typical power cable is used as a cable set, its conception must be such that it is designed to be universal in order to cope with the most varied of applications and vehicle types. From the field of charging systems with connectors or charging plugs for electrically drivable vehicles, concepts are known which are designed for connection to a corresponding connection device which is designed, for example, as a charging socket. In this regard, reference is made to the charging plug disclosed in DE 10 2012 105 774 B3. Power contacts are arranged in the charging plug, via which electrical charging currents can be transmitted to an electrical energy receiver, for example an accumulator of a vehicle. The power contact is designed for galvanic connection with an electrical energy source, for example a charging station or generally with an electrical supply network. For this purpose, the power contacts are each firmly connected to a charging line. Due to the charging currents flowing through the power contacts, the power contacts inevitably heat up due to ohmic current heat losses. However, the heating of the power contacts is limited to a limit temperature increase. For example, according to the IEC 62196-3 standard, the limit temperature increase is limited to 50K.
Um ein Überhitzen zu detektieren und zu vermeiden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Steckverbinder mit Temperatursensoren zu verse- hen. Diese überwachen die Temperatur des Steckverbinders. Sobald die Temperatur einen definierten Grenzwert überschreitet, wird mittels einer Überwachungselektronik durch Ausgabe eines Steuersignals oder mehrerer Steuersignale der Ladevorgang unterbrochen oder der Ladestrom reduziert. So beschreibt die DE 10 2009 034 886 A1 eine Steckvorrichtung für ein Ladekabel zur Verbindung eines Elektrofahrzeuges mit einer Ladestation. Dabei umfasst die Steckvorrichtung ein Gehäuse und dem Gehäuse zugeordnete elektrische Kontakte zum Anschluss an eine Anschlusseinrichtung in der Ladestation oder in dem Elektrofahrzeug. Zudem ist in dem Gehäuse ein als Thermistor ausgebildetes Temperaturerfassungsmittel vorgesehen, wobei über das Temperaturerfassungsmittel die Temperatur im Gehäuse auswertbar ist. In order to detect and avoid overheating, it is known from the prior art to provide the plug connectors with temperature sensors. These monitor the temperature of the connector. As soon as the If the temperature exceeds a defined limit value, the charging process is interrupted or the charging current is reduced by means of monitoring electronics by outputting a control signal or several control signals. DE 10 2009 034 886 A1 describes a plug-in device for a charging cable for connecting an electric vehicle to a charging station. The plug-in device comprises a housing and electrical contacts assigned to the housing for connection to a connection device in the charging station or in the electric vehicle. In addition, a temperature detection means designed as a thermistor is provided in the housing, the temperature in the housing being able to be evaluated via the temperature detection means.
Verschiedenartige Verfahren zur Bestimmung von Temperaturänderungen in Stromzuleitungen sind ebenfalls bekannt, beispielsweise aus der US 2006/0289463 A1 . Various methods for determining temperature changes in power supply lines are also known, for example from US 2006/0289463 A1.
Bei der bekannten Bestimmung von Temperaturänderungen in Stromzuleitungen ist nachteilig, dass Änderungen der Temperatur mit Hilfe von Senso- ren gemessen werden, die an einem ganz bestimmten Ort der Stromzuleitung lokalisiert sind und nur an diesem speziellen Ort die Änderungen der Temperatur erfassen. Wird beispielsweise ein Elektrofahrzeug am öffentlichen Stromnetz über den Hausanschluss geladen, kommt es innerhalb der Stromzuleitungen über einen längeren Zeitraum zu hohen Ladeströmen. Da keine homogene Infrastruktur des privaten Stromnetzes existiert, und Stromzuleitungen sich beispielsweise durch Kabeldurchmesser, Art der Verlegung, Absicherung der Leitungen unterscheiden, kann es bei hohen Strömen in den Stromzuleitungen lokal zu starker Hitzeentwicklung kommen, und es entstehen Brand- und Verletzungsgefahren. Außerdem sind Stromzuleitun- gen des öffentlichen Stromnetzes häufig innerhalb von Hauswänden verlegt und somit für Messungen durch Sensoren nicht zugänglich. Somit können Temperaturänderungen mittels Sensoren nicht an allen Punkten der Stromzuleitung erfasst werden. Das gleiche Problem tritt bei den fahrzeuginternen Bordnetzen und Leis tungsverbindungen auf. Es besteht demnach ein Bedarf danach eine in der Temperatur überwachbare Leitungsverbindung zu schaffen, die die Grundfunktion der Leistungsübertragung aufweist, sich jedoch auch sensorisch aussatten lässt und eine Überwachung über die gesamte Leitungsstrecke ermöglicht. Derzeit gibt es im Stand der Technik keine befriedigende und kostengünstige sowie universell einsetzbare Lösung hierzu. In the known determination of temperature changes in power supply lines, it is disadvantageous that changes in temperature are measured with the aid of sensors which are located at a very specific location on the power supply line and only record the changes in temperature at this specific location. If, for example, an electric vehicle is charged on the public power grid via the house connection, high charging currents occur within the power supply lines over a longer period of time. Since there is no homogeneous infrastructure of the private power grid, and power supply lines differ, for example, in terms of cable diameter, type of routing, protection of the lines, high currents in the power supply lines can lead to strong local heat development, and there is a risk of fire and injury. In addition, power lines for the public power grid are often laid within house walls and therefore not accessible for measurements by sensors. As a result, temperature changes cannot be detected by sensors at all points on the power supply line. The same problem occurs with the vehicle's internal electrical systems and power connections. There is accordingly a need to create a line connection that can be monitored in terms of temperature, which has the basic function of power transmission, but can also be equipped with sensors and enables monitoring over the entire line route. There is currently no satisfactory, inexpensive and universally applicable solution for this in the state of the art.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine möglichst universell anwendbare Lösung für eine Leis- tungsverbindung, insbesondere für HV- und Batterieleitungen sowie Bordnetzleitungen in einem Fahrzeug bereit zu stellen. It is therefore the object of the present invention to overcome the aforementioned disadvantages and to provide a solution that can be used as universally as possible for a power connection, in particular for HV and battery lines as well as on-board power lines in a vehicle.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst. These objects are achieved by the combination of features according to claim 1.
Erfindungsgemäß wird hierzu eine Vorrichtung bzw. Einrichtung zur Tempe- raturüberwachung einer Leistungsübertragungsstrecke von einer Energiequelle zu einer Energiesenke, umfassend eine elektrische Leitung vorgesehen, die sich von einem Leitungsanfang zur einem Leitungsende erstreckt, wobei parallel zum Verlauf der elektrischen Leitung eine Sensorstrecke vorgesehen ist, und zwischen der Leitung und der Sensorstrecke eine thermi- sehe Kopplung vorgesehen ist, so dass eine lokale Temperaturänderung an der Leitung eine Temperaturänderung an der Sensorstrecke bewirkt. According to the invention for this purpose a device or device for temperature monitoring of a power transmission path from an energy source to an energy sink is provided, comprising an electrical line which extends from a line beginning to a line end, a sensor path being provided parallel to the course of the electrical line, and A thermal coupling is provided between the line and the sensor path, so that a local temperature change on the line causes a temperature change on the sensor path.
Mit Vorteil ist die Sensorstrecke als röhrenförmiger Kanal in oder entlang der elektrischen Leitung ausgebildet, besonders vorteilhaft ist der Kanal im Inne- ren ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Leitungslänge. The sensor path is advantageously designed as a tubular channel in or along the electrical line; the channel inside is particularly advantageous. Ren and extends over the entire length of the line.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorstrecke eine Sensorleitung aufweist. So kann auch ein Sensorkontakt bereit gestellt werden, der z. B. bei einer 2-adrigen Leitung mit einer Kontaktüberwachung Anwendung findet. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the sensor path has a sensor line. In this way, a sensor contact can also be provided, which z. B. is used in a 2-wire line with contact monitoring.
Besonders vorteilhaft ist eine Lösung, bei der die Sensorstrecke als faserop tische Einrichtung, als faseroptische Leitung oder mit faseroptischen Elemen ten ausgebildet ist. So kann man den sogenannte Raman-Effekt nutzen. Das Licht in der Glasfaser streut an mikroskopisch kleinen Dichteschwankungen, die kleiner als die Wellenlänge sind. In der Rückstreuung findet man neben dem elastischen Streuanteil (Rayleigh-Streuung) auf der gleichen Wellenlänge wie das eingestrahlte Licht auch zusätzliche Komponenten auf anderen Wellenlängen, die mit der Molekülschwingung und somit mit der lokalen Temperatur gekoppelt sind (Raman-Streuung). Der besondere erfin- derische Gedanke liegt dabei in der Bereitstellung eines vorkonfektionieren Einrichtung, die mit einem entsprechenden Kanal zur Aufnahme der faseroptischen Mittel ausgebildet ist, um den zuvor genannten Effekt zur Temperaturüberwachung nutzen zu können. Derzeit sind keine Kabelsätze am Markt verfügbar, bei denen ein Kabelkonfektionär auf eine entsprechende Leitung zurückgreifen kann. A solution in which the sensor path is designed as a fiber optic device, a fiber optic line or with fiber optic elemen is particularly advantageous. So you can use the so-called Raman effect. The light in the glass fiber scatters at microscopic density fluctuations that are smaller than the wavelength. In the backscattering, in addition to the elastic scattering component (Rayleigh scattering) at the same wavelength as the incident light, there are also additional components at other wavelengths that are coupled with the molecular oscillation and thus with the local temperature (Raman scattering). The special inventive idea lies in the provision of a pre-assembled device which is designed with a corresponding channel for receiving the fiber-optic means in order to be able to use the aforementioned effect for temperature monitoring. There are currently no cable sets available on the market for which a cable manufacturer can fall back on a corresponding cable.
In einer somit besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass in dem Sensorkanal eine faseroptische Leitung angeordnet ist oder der Kanal mit faseroptischen Elementen ausgebildet ist. In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is therefore provided that a fiber-optic line is arranged in the sensor channel or the channel is designed with fiber-optic elements.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft dabei das Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitung. Im Herstellungsverfahren wird dabei in einem Schritt ein Kanal an oder in der Leitung ausgebildet. In einem späteren Schritt wird in den Kanal wahlweise eine Sensorleitung oder eine faseroptische Einheit oder faseroptisches Kabel eingezogen oder eingeschossen. Alternativ kann die Sensorleitung und/oder die faseroptische Einrichtung auch im Herstellungsverfahren mit der Leitung in den Leitungsmantel extrudiert werden. Another aspect of the present invention relates to the method for producing such a line. In the manufacturing process, a channel is formed on or in the line in one step. In a later step, either a sensor line or a fiber optic unit or fiber optic cable is drawn or shot into the channel. Alternatively, the sensor line and / or the fiber-optic device can also be extruded with the line into the line sheath in the manufacturing process.
Auf diese Weise lässt sich Meterware oder Rollenware in gewünschter Länge als Halbfabrikat hersteilen, so dass für einen Kabel-Konfektionär eine neuar tige Leitung zur Leistungsübertragung mit integrierter Temperaturüberwachungseinrichtung verfügbar ist. In this way, goods by the meter or roll goods in the desired length can be produced as a semi-finished product, so that a new type of cable for power transmission with an integrated temperature monitoring device is available for a cable manufacturer.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leitung Mittel zur Leistungsübertragung hoher Energiedichten aufweist, vorzugsweise zur Leistungsübertragung von elektrischen Leistungen oberhalb von 1 KW, weiter vorzugsweise ober halb von 5 kW ausgebildet ist. It is particularly advantageous if the line has means for power transmission of high energy densities, preferably for power transmission of electrical powers above 1 KW, more preferably above half of 5 kW.
Eine ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Leitung zur elektrischen Verbindung ferner endseitig jeweils mit Kontaktelementen ausgestattet ist und zwischen den Kontraktelementen und der Sen- sorstrecke eine thermische Kopplung zur Erfassung von Temperaturänderungen an den Kontakten hergestellt ist. A likewise preferred embodiment of the invention provides that the line for the electrical connection is also equipped at the end with contact elements and a thermal coupling is established between the contact elements and the sensor path for detecting temperature changes at the contacts.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Leitung zumindest einen elektrisch isolierenden Leitungsmantel umgibt und sich der röhrenförmiger Kanal innerhalb des Leitungsmantels befindet bzw. beim Hersteliungsprozess dort einge- bracht wird. It is further advantageous if the line surrounds at least one electrically insulating line jacket and the tubular channel is located inside the line jacket or is introduced there during the production process.
Eine weitere ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Leitung eine geschirmte Leitung ist, bei dem die Mittel zur Leistungsübertragung von einem Schirm umgeben sind. Another, likewise preferred embodiment of the invention provides that the line is a shielded line in which the means for power transmission are surrounded by a screen.
Eine bevorzugte Konzeption sieht vor, dass sich der röhrenförmiger Kanal im Inneren der Leitung befindet und mehrseitig oder allseitig von Mittel zur Leis tungsübertragung umgeben ist, wobei die Mittel zur Leistungsübertragung Einzelleitungen, Litzenleitungen oder Leitungsbündel darstellen. Auf diese Weise können die umgebenden Leitungsteile mit etwa gleicher Sensivität überwacht werden. A preferred concept provides that the tubular channel is located inside the line and is surrounded on multiple or all sides by means for power transmission, the means for power transmission being individual lines, stranded lines or bundles of lines. To this The surrounding parts of the line can be monitored with approximately the same sensitivity.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens, lassen sich auch Flachleitungen oder Flachkabel gemäß dem erfindungsgemäßen Konzepts realisieren. Weiter bevorzugt ist eine Realisierung mit Mittel zur Temperaturerfassung, die zumindest teilweise eine faseroptische Temperaturmessung bereitstellen.On the basis of the method according to the invention, flat lines or flat cables can also be implemented according to the concept according to the invention. Also preferred is an implementation with means for temperature detection which at least partially provide a fiber-optic temperature measurement.
So kann neben dem Halbzeug auch eine fertig konfektioniertes System, gebildet aus dem Halbzeug und der Sensorik und Überwachungseinrichtung vorgesehen werden. In einer entsprechend bevorzugten Lösung ist vorgesehen, dass eine Tem peraturüberwachungseinrichtung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, eine Temperaturänderung, insbesondere Temperaturerhöhung lokal an einer Position der Leistungsübertragungsstrecke zwischen dem Leitungsanfang und dem Leitungsende als Reaktion auf eine Änderung faseroptischer Eigen- schäften oder Beeinflussung von Übertragungseigenschaften eines faserop tischen Materials aufgrund der thermischen Kopplung zu ermitteln. In addition to the semifinished product, a ready-made system, formed from the semifinished product and the sensor and monitoring device, can also be provided. In a correspondingly preferred solution it is provided that a temperature monitoring device is provided which is designed to detect a temperature change, in particular a temperature increase locally at a position of the power transmission path between the start of the line and the end of the line as a reaction to a change in fiber optic properties or an influence on the transmission properties of a to determine fiber optic material based on the thermal coupling.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures.
Es zeigen Show it
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows a first embodiment of the invention;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 shows a second embodiment of the invention;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung; 3 shows a third embodiment of the invention; 4 shows a fourth embodiment of the invention;
Fig. 5 drei alternative Lösungskonzepte bei einer Flachleitung und5 shows three alternative solution concepts for a flat cable and
Fig. 6 ein System aufweisend eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren 1 bis 6 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hinweisen. 6 shows a system having a device for temperature monitoring. The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 6, the same reference symbols in the figures indicating the same structural and / or functional features.
In den Figuren 1 bis 5 werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele ge zeigt, die mögliche Lösungen bei der Realisierung der vorliegenden Erfin- düng schematisch zeigen. In FIGS. 1 to 5, different exemplary embodiments are shown, which schematically show possible solutions in the implementation of the present invention.
Gezeigt ist in der Figur 6 schematisch ein System mit einer Einrichtung 1 zur Temperaturüberwachung einer Leistungsübertragungsstrecke von einer Energiequelle Q zu einer Energiesenke S, umfassend eine elektrische Leitung 10, die sich von einem Leitungsanfang 11 zur einem Leitungsende 12 erstreckt, wobei parallel zum Verlauf der elektrischen Leitung 10 eine Sen sorstrecke 20 vorgesehen ist, und zwischen der Leitung 10 und der Sensorstrecke 20 eine thermische Kopplung vorgesehen ist, wobei die Leitung 10 bzw. die Einrichtung 1 eine Ausgestaltung, wie in den Beispielen der Figur 1 bis 5 haben kann. Die Leitung 10 weist jeweils eine Sensorstrecke 20 auf, die als röhrenförmiger Kanal 21 in oder entlang der elektrischen Leitung 10 ausgebildet ist. In der Figur 1 ist der Kanal 21 im Zentrum der Leitung 10 angeordnet. FIG. 6 shows schematically a system with a device 1 for monitoring the temperature of a power transmission path from an energy source Q to an energy sink S, comprising an electrical line 10, which extends from a line beginning 11 to a line end 12, wherein parallel to the course of the electrical Line 10, a sensor line 20 is provided, and a thermal coupling is provided between line 10 and sensor line 20, wherein line 10 or device 1 can have a configuration as in the examples in FIGS. The line 10 each has a sensor section 20 which is designed as a tubular channel 21 in or along the electrical line 10. In FIG. 1, the channel 21 is arranged in the center of the line 10.
Eine alternative Lösung sieht Figur 2 vor, bei der der Kanal an der Leitungsmanteloberfläche der Leitung 10 entlang verläuft. Die thermische Kopplung erfolgt hier über die Anlagefläche oder eine materialschlüssige Verbindung der Kanalwand und dem Mantel der Leitung 10. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. An alternative solution is provided in FIG. 2, in which the channel runs along the line jacket surface of the line 10. The thermal coupling takes place here via the contact surface or a material connection between the duct wall and the jacket of the line 10. The embodiment of the invention is not restricted to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Einrichtung (1 ) zur Temperaturüberwachung einer Leistungsübertra gungsstrecke (10) von einer Energiequelle zu einer Energiesenke, umfassend eine elektrische Leitung (10), die sich von einem Leitungs- anfang (11) zur einem Leitungsende (12) erstreckt, wobei parallel zum1 . Device (1) for monitoring the temperature of a power transmission path (10) from an energy source to an energy sink, comprising an electrical line (10) extending from a line beginning (11) to a line end (12), being parallel to the
Verlauf der elektrischen Leitung (10) eine Sensorstrecke (20) vorgesehen ist, und zwischen der Leitung (10) und der Sensorstrecke (20) eine thermische Kopplung vorgesehen ist, so dass eine lokale Tempe raturänderung an der Leitung (10) eine Temperaturänderung an der Sensorstrecke (20) bewirkt. Course of the electrical line (10) a sensor path (20) is provided, and a thermal coupling is provided between the line (10) and the sensor path (20) so that a local temperature change on the line (10) a temperature change on the Sensor path (20) causes.
2. Einrichtung (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstrecke (20) als röhrenförmiger Kanal (21) in oder entlang der elektrischen Leitung (10) ausgebildet ist. 2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the sensor path (20) is designed as a tubular channel (21) in or along the electrical line (10).
3. Einrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstrecke (20) eine Sensorleitung (22) aufweist. 3. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor path (20) has a sensor line (22).
4. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstrecke (20) als faseroptische Einrichtung, als faseroptische Leitung oder mit faseroptischen Elementen ausgebildet ist. 4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor path (20) is designed as a fiber-optic device, as a fiber-optic line or with fiber-optic elements.
5. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) Mittel zur Leistungsübertragung hoher Energiedichten aufweist, vorzugsweise zur Leistungsübertragung von elektrischen Leistungen oberhalb von 1 KW, weiter vorzugsweise oberhalb von 5 kW ausgebildet ist. 5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the line (10) has means for power transmission of high energy densities, preferably for power transmission of electrical powers above 1 KW, more preferably above 5 kW.
6. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) zur elektrischen Verbindung ferner endseitig jeweils mit Kontaktelementen ausgestattet ist und zwischen den Kontraktelementen und der Sensorstrecke eine thermische Kopplung zur Erfassung von Temperaturänderungen an den Kontakten hergestellt ist. 6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the line (10) for the electrical connection is further equipped with contact elements at each end and a thermal coupling for detecting temperature changes at the contacts is established between the contract elements and the sensor path.
7. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) einen elektrisch isolierenden Leitungsmantel (14) umgibt und sich der röhrenförmiger Kanal (21) innerhalb des Leitungsmantels (14) befindet. 7. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the line (10) surrounds an electrically insulating cable jacket (14) and the tubular channel (21) is located within the cable jacket (14).
8. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) eine geschirmte Lei- tung ist. 8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the line (10) is a shielded line.
9. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der röhrenförmiger Kanal (21) im Inneren der Leitung (10) befindet und mehrseitig oder allseitig von Mittel (15) zur Leistungsübertragung umgeben ist, wobei die Mittel (15) zur Leistungsübertragung Einzelleitungen, Litzenleitungen oder Leitungsbündel darstellen. 9. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular channel (21) is located inside the line (10) and is surrounded on multiple or all sides by means (15) for power transmission, the means (15 ) represent individual cables, stranded cables or cable bundles for power transmission.
10. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) eine Flachleitung oder ein Flachkabel ist. 10. Device (1) according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the line (10) is a flat cable or a flat cable.
11. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Temperaturerfassung vorge sehen sind, die zumindest teilweise eine faseroptische Temperaturmessung bereitstellen. 11. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that means for temperature detection are provided, which at least partially provide a fiber-optic temperature measurement.
12. Einrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturüberwachungseinrichtung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, eine Temperaturänderung, insbesondere Temperaturerhöhung lokal an einer Position der LeistungsQbertragungsstrecke (10) zwischen dem Leitungsanfang (11) und dem Leitungsende (12) als Reaktion auf eine Änderung faseroptischer Eigenschaften oder Beeinflussung von Übertragungseigen schaften eines faseroptischen Materials aufgrund der thermischen Kopplung zu ermitteln. 12. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature monitoring device is provided which is designed to detect a temperature change, in particular a temperature increase, locally at a position of the To determine the power transmission path (10) between the beginning of the line (11) and the end of the line (12) in response to a change in fiber-optic properties or an influence on the transmission properties of a fiber-optic material due to the thermal coupling.
PCT/EP2020/072378 2019-10-29 2020-08-10 Device for monitoring the temperature of a power transmission line segment from an energy source to an energy sink WO2021083565A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20754715.9A EP4008013A1 (en) 2019-10-29 2020-08-10 Device for monitoring the temperature of a power transmission line segment from an energy source to an energy sink
CN202080067571.0A CN114467153A (en) 2019-10-29 2020-08-10 Device for monitoring the temperature of a section of a power transmission line from an energy source to an energy sink

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019129172.0A DE102019129172A1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Device for temperature monitoring of a power transmission path from an energy source to an energy sink
DE102019129172.0 2019-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021083565A1 true WO2021083565A1 (en) 2021-05-06

Family

ID=72050852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/072378 WO2021083565A1 (en) 2019-10-29 2020-08-10 Device for monitoring the temperature of a power transmission line segment from an energy source to an energy sink

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4008013A1 (en)
CN (1) CN114467153A (en)
DE (1) DE102019129172A1 (en)
WO (1) WO2021083565A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021213719B3 (en) 2021-12-02 2023-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Conduction device for conducting electric current and propulsion system for propelling a vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022115458A1 (en) 2022-06-21 2023-12-21 Bayernwerk Netz Gmbh Substation with electrical equipment and a fiber-optic measuring arrangement

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4027538A1 (en) * 1990-04-02 1991-10-10 Felten & Guilleaume Energie Electrical power cable with integrated fibre=optic element - providing data transmission and monitoring of cable temp. for use with middle to high voltage
US20030081917A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-01 Terry Bussear Method and apparatus for fiber optic monitoring of downhole power and communication conduits
US20060289463A1 (en) 2005-06-21 2006-12-28 Jong-Jin Kil Temperature controller and temperature control method, and heating wire therefor
DE102009034886A1 (en) 2009-07-27 2011-02-03 Rwe Ag Charging cable plug for connecting an electric vehicle to a charging station
DE102012105774B3 (en) 2012-06-29 2013-10-17 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Electric plug with locking lever
US20140211901A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-31 Ls Cable & System Ltd. Nuclear power plant cable and monitoring system therefor
WO2019201611A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-24 Innogy Se Power cable, in particular submarine cable, which can be laid underground

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19520826B4 (en) * 1995-05-30 2006-09-14 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Shielded power cable with temperature and water sensor
WO2010053542A2 (en) * 2008-11-08 2010-05-14 Sensortran, Inc. System and method for determining characteristics of power cables using distributed temperature sensing systems
BRPI0924731B1 (en) * 2009-05-27 2020-03-03 Prysmian S.P.A. ELECTRICAL CABLE UNDERSTANDING A DEFORMATION SENSOR
DE102009035937A1 (en) * 2009-08-03 2010-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Non-conductive and non-magnetic temperature safety device for use in electrical connection of diagnostic magnetic resonance device, has fiber-optic cable possessing characteristic to irreversibly change optical conductivity between ends

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4027538A1 (en) * 1990-04-02 1991-10-10 Felten & Guilleaume Energie Electrical power cable with integrated fibre=optic element - providing data transmission and monitoring of cable temp. for use with middle to high voltage
US20030081917A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-01 Terry Bussear Method and apparatus for fiber optic monitoring of downhole power and communication conduits
US20060289463A1 (en) 2005-06-21 2006-12-28 Jong-Jin Kil Temperature controller and temperature control method, and heating wire therefor
DE102009034886A1 (en) 2009-07-27 2011-02-03 Rwe Ag Charging cable plug for connecting an electric vehicle to a charging station
DE102012105774B3 (en) 2012-06-29 2013-10-17 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Electric plug with locking lever
US20140211901A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-31 Ls Cable & System Ltd. Nuclear power plant cable and monitoring system therefor
WO2019201611A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-24 Innogy Se Power cable, in particular submarine cable, which can be laid underground

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021213719B3 (en) 2021-12-02 2023-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Conduction device for conducting electric current and propulsion system for propelling a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019129172A1 (en) 2021-04-29
EP4008013A1 (en) 2022-06-08
CN114467153A (en) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3520122B1 (en) Electric cable having a coolant line
EP3465699B1 (en) Charging cable for transfer of energy, charging connector and charging station for supply of energy to an energy receiver
EP3443566B1 (en) Charging cable for transmitting electrical energy, charging plug and charging station for discharging electrical energy to a recipient of electrical energy
DE202015007044U1 (en) Patch cord and identification device with such a jumper cable
EP2771950B1 (en) Vehicle electrical system component for a data transmission system in a motor vehicle
WO2021083565A1 (en) Device for monitoring the temperature of a power transmission line segment from an energy source to an energy sink
EP1898537B1 (en) Diagnostic method and diagnosis chip for waveband determination of optical filaments
EP1703650B1 (en) Apparatus and method for bandwidth measurement of optical fibers
EP3351914B1 (en) Sensor line, measurement assembly and method for detecting an ambient variable
WO1989006057A1 (en) Coupling part
EP1665307B1 (en) Arrangement for monitoring electric devices on stray light arcs
WO2014026839A2 (en) Fiber-optic sensor and measuring method
DE102019103834A1 (en) BEAM GUIDING SYSTEM WITH SAFETY COMPONENT
CH689434A5 (en) Hybrid connection for a conductor for transmitting two different types of energy, i.e. electric and fiber optics, comprises at least one central inner conductor surrounded by an electric-conducting layer, both being coaxially arranged
DE19540329A1 (en) Electrical connection device for mobile devices
DE102015101608A1 (en) Signal transmission method and apparatus with an optical fiber
EP3782170A1 (en) Power cable, in particular submarine cable, which can be laid underground
DE102018130261A1 (en) Process for fiber optic temperature measurement in an optical waveguide, temperature sensor, cooling system and charging system
EP3729032B1 (en) Electrical plug having a temperature sensor
EP3866280A1 (en) Data cable connector for data transmission
DE102016108122B3 (en) Cable arrangement, cables and methods
WO2020058173A1 (en) Charging connector for coupling to a corresponding connection device and for transferring electrical energy, and charging device for outputting electrical energy to a receiver of electrical energy
DE102020121329A1 (en) Device and method for monitoring the temperature of a power transmission path and motor vehicle with such a device
DE19540330A1 (en) Electrical connection device for building system technology
EP2053699B1 (en) Signal cable and contact element for a signal cable

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20754715

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020754715

Country of ref document: EP

Effective date: 20220303

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE