基于无线技术的电缆测温装置研究

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1、基于无线技术的电缆测温装置研究廉王龙晋城乾泰安全技术有限责任公司摘要：采用无线射频技术来测量电缆接头温度，设计的无线测温系统硬件由温度采集器系统和无线汇集终端系统2部分组成。将温度采集器安装在高压带电体被测接点上，温度采集器的射频芯片在接受到无线汇集终端发來的温度读取指令时会将温度数据进行打包发送出去，然后由无线汇集终端接收处理数据。该装置可准确地提供被测设备温度变化，为设备安全运行提供实时的可靠数据。关键词：电缆井;电缆接头温度;无线测温;射频技术;通信方式;作者简介：廉王龙（1977-），男，高级工程师，本科学历，现任晋

2、城乾泰安全技术有限责任公司副经理，长期从事测量设备的检测和管理工作。收稿日期：2017-08-01Received：2017-08-010引言随着市政工程改造的H益推进，架空绝缘线路入地改造持续增多。电缆大多采用橡胶绝缘，虽然橡胶的绝缘性能好，但是随着铺设环境的改变，橡胶发热老化导致电缆绝缘击穿成为了电能传输过程中的一大障碍。突出表现在电缆铺入地下使用后，无法直观对其运行状况进行检测，电力电缆长吋间运行后易发生绝缘老化，温度升高、局部放电等问题，最终导致绝缘击穿。电力电缆发生故障后，寻找故障点成为困扰电力运维部门的一大难题，

3、通常会浪费大量人力物力，为电力部门带来难以估计的停电损失[1-2]o木文研究的重点是建立一套成木低廉且工作稳定的温度测量装置。该装置采用新近岀现的射频技术，将灵敏的温度传感器安装在被测采样点上，传感器会自动及时、无误地将测量温度变化反馈到工作人员的手持测试仪上。1系统设计方案该电力电缆无线温控监测装置系统是为了方便、快捷和实时地获取电缆井内电缆接头处的温度、温升数据，通过分析诊断，掌握电缆运行过程中电缆绝缘的劣化情况，从而起到预防缺陷和及时消除故障隐患的作用。围绕从温度传感器采集温度到温度数据的处理、再到数据的传输展开研究。

4、该监测装置系统包括放置于现场的温度采集及信号汇集器、手持无线温度信号采集器和后台温度数据处理软件系统。该系统解决了以下问题：（1）温度传感器选择方面，要遵循测量速度快、测量精度高的原则。（2）无线温度汇集器能够在复杂环境下长时间安全运行，能够对内部的定时器温度采集间隔按无线方式进行设定，这样可以节约电量。（3）手持温度采集器能够对温度汇集器进行可靠地远距离通信进行温度采集和对汇集器的设定。（4）作为后台运行的温度数据处理系统的程序尽量简单，避免增加系统调试的难度。该装置系统采用新近出现的射频技术，将灵敏的温度传感器安装在高压

5、带电体被测接点上，利用传感器准确地实时跟踪接点的温度变化；同时，利用射频技术传递温度信息到数据后台。该装置可准确地提供被测设备温度变化，为设备安全运行提供实时的可靠数据。以下将对系统的硬件构成和原理进行分析。2测温流程设计通过前期对节能技术深入研究和参考了大量资料后，可以得出测温系统的基木流程如下：（1）温度传感器采集周围温度；（2）温度接收处理模块处理温度值;（3）将处理后的温度数据通过有源无线技术发射数据；（4）手持采集装置接收温度数据；（5）手持采集装置存储和显示温度数据。由汇集器引出的多路温度传感器贴敷于电缆接头处，

6、负责采集接头温度并通过模数转换将温度模拟信号转换为数字信号传递给微处理器。微处理器在得到指令后将数据交给无线发送模块进行数据的传输，无线接收模块将接收传来的数据传递给显示模块和存储模块，供用户查看和后台的温度处理软件平台管理数据。3无线通信方式现在城市建设中用电量加大，用电行业增多，导致在建设当中会出现大量电缆铺设的电缆井。由于电缆井是方便电缆入井检修的建筑节点，内部通常为各高压电缆的连接点。由于电缆在焊接点和非焊接点的电阻和绝缘设定不同，电缆往往在电缆井内发生异常的温度变化故障，这种故障外部很难视觉发现，目前通常采用人工入

7、井进行接触式测温操作。电缆井通常处于高温、高湿环境，人工检测非常困难。因此采用无线穿透力强的无线射频技术测量方法就显得非常必要，同时对超低能耗和恶劣环境的技术研发也是重要考验。有代表性无线测温技术有GPRS和2.4G这2种［3-4］。由于GPRS在建设屮需要一个基站来收发一定范围内的信号并且进行实时的显示，这就加大建设成本，其信号穿透力不强，不能够承担测量深埋在地下电缆温度的任务；同时，用于提供GPRS使用的时隙数量越多，能够提供此类通话信息的网络资源就越少，而即使实现，其实际传输速率也比理论低很多，并且目前的GPRS终端还

8、不支持无线终止功能。因此GPRS技术不适用于电缆井的电缆测温工作。相比之下2.4G的应用简单实用。该信号频率高、穿透力强，可以承担测量电缆井内电缆接头的任务，同时它不需在附近建设通信基站，在电缆井内装设无线温度汇集器后便能通过2.4G接口和手持温度采集设备进行数据的传递，从而完成测量任务。