電纜過負(fù)荷發(fā)熱會引起內(nèi)部絕緣介質(zhì)強(qiáng)度下降，比如油浸電纜是靠絕緣紙作為相間或?qū)Φ亟^緣.絕緣紙是用高氣密性紙和去離子水洗紙浸絕緣油，當(dāng)運(yùn)行中的電纜溫度超過規(guī)定值時(shí)，由于熱的作用，絕緣紙粘度會降低并引起紙變脆，造成絕緣強(qiáng)度降低，當(dāng)絕緣紙失去絕緣強(qiáng)度時(shí)，金屬導(dǎo)線就會由于沒絕緣而短路產(chǎn)生電弧起火。而交聯(lián)聚乙烯電纜當(dāng)溫度超過規(guī)定值時(shí)，輕者引起絕緣老化縮短壽命，嚴(yán)重時(shí)絕緣材料熔化，金屬短路引起火災(zāi)。

2傳統(tǒng)的測溫方法

當(dāng)前電網(wǎng)重要的電纜隧道、夾層有安裝煙火監(jiān)視報(bào)警器，但是如果等到煙火監(jiān)視發(fā)出報(bào)警，說明電纜已經(jīng)著火冒煙，而且又不知道是那一條電纜著火。所以，為防范未然，必須及時(shí)準(zhǔn)確掌握每一條電纜運(yùn)行中的發(fā)熱情況，才能采取減少電流等措施，及時(shí)消除存在的隱患。傳統(tǒng)的測溫方法大致有下面兩種：

(1)電纜接頭涂色漆。在電纜接頭處涂上色漆，然后通過觀察相色漆的顏色變化判斷發(fā)熱的情況，當(dāng)相色漆的顏色變深，漆皮裂開說明接頭己發(fā)熱。但是相色漆的顏色有時(shí)變化不大，很容易造成誤判斷，所以涂色漆的方法比較少采用。

(2)電纜連接頭貼試溫片。在電纜連接頭處貼上試溫片，通過觀察試溫片的熔化判斷電氣接頭是否發(fā)熱。試溫片溫度分別為紅色80℃、綠色為70℃、黃色為60℃，當(dāng)試溫片熔化時(shí)說明接頭己發(fā)熱。由于試溫片比較直觀所以采用較多，但試溫片往往在分合閘開關(guān)時(shí)被震動掉。

3電纜發(fā)熱的在線監(jiān)測儀

傳統(tǒng)的測溫方法既不精確又容易失效，而且很難掌握每一條電纜每一個(gè)時(shí)間的發(fā)熱情況，因此，我們決定采用智能溫度傳感器，并結(jié)合單片機(jī)系統(tǒng)制作一款適合于電網(wǎng)電纜狀態(tài)檢修的監(jiān)測儀。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，采用單片機(jī)對電纜發(fā)熱溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，不僅具有組態(tài)簡單、監(jiān)控準(zhǔn)確可靠、自動報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)。而且由于使用先進(jìn)精確的測溫度技術(shù)，從而能夠比傳統(tǒng)的測溫方法減少誤判斷，達(dá)到減少電纜火災(zāi)事故發(fā)生幾率的目的。

3.1監(jiān)測儀的總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)框如圖1所示。主控模塊用于控制其他模塊的運(yùn)行和協(xié)作，其中我們利用測溫模塊得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾存儲，并利用鍵盤接口查詢會顯出超出溫度范圍的數(shù)據(jù)和時(shí)間以備檢修人員查詢。

圖1 電纜發(fā)熱在線檢測儀系統(tǒng)框架圖

3.2硬件的選擇

主控模塊：主控單片機(jī)采用89C52。存儲電路采用Dallas公司生產(chǎn)的DS1225Y，具有64KB的存儲空間，可滿足我們的歷史報(bào)警數(shù)據(jù)保存要求。顯示電路采用1602液晶顯示器。鍵盤查詢采用4個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)為時(shí)間調(diào)整、時(shí)間的加減、溫度查詢，用查詢法完成讀鍵功能。另外加裝蜂鳴器用于報(bào)警。

3.3溫度傳感器

在實(shí)際電纜運(yùn)行中，導(dǎo)體在20℃時(shí)的溫度系數(shù)，銅取0.00393，鋁取0.00403。每條電纜需要接一個(gè)溫度傳感器，我們采用Dallas公司開發(fā)的一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20，與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器相比，能夠直接讀出被測溫度，并且根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程可設(shè)置9～12位的分辨率，可以在750ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)化為12位的數(shù)字量，其溫度響應(yīng)速度是較重要的，經(jīng)過試驗(yàn)溫度產(chǎn)生突變應(yīng)及時(shí)傳輸或記錄，如正常運(yùn)行溫度為60℃，短路時(shí)為250℃，必須及時(shí)記錄，因?yàn)槎搪泛箅娐窌詣犹l，如不及時(shí)記錄溫度會降下來。利用DS18B20可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用一線制總線對DS18B20進(jìn)行多點(diǎn)溫度監(jiān)控時(shí)，多采用在一DQ線上串接多個(gè)DS18B20器件，在本文的監(jiān)測儀中并非用多點(diǎn)測溫而是利用傳感器的組網(wǎng)功能將每條電纜當(dāng)成一個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行測溫。安裝前把溫度傳感器安裝在鋁盒子，實(shí)際安裝時(shí)把電纜外護(hù)層清理干凈，并涂上環(huán)氧樹脂，把鋁盒子粘在電纜外護(hù)層，然后將引出線和控制板連接。如圖2所示。

在DS18B20規(guī)格書中并未說明可串接的傳感器最大數(shù)量，但實(shí)際當(dāng)中不可能無限制的掛接，考慮到單片機(jī)處理能力以及總線驅(qū)動，并且通過試驗(yàn)我們在保證效率和穩(wěn)定性的情況下，實(shí)際制作一個(gè)單片機(jī)接8個(gè)傳感器也就是同時(shí)處理8條電纜的發(fā)熱狀態(tài)的監(jiān)測儀。

圖3電路原理圖

監(jiān)測儀同時(shí)掛接8個(gè)DS18B20，采用單總線接入方式，可以利用DS18B20的自動搜索功能定位到每個(gè)芯片的注冊編號。如果采用分組方式將傳感器掛接在不同端口上可提高溫度采集效率，但是要以犧牲芯片的端口數(shù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性為前提，在測溫效率要求不是很高的情況下采用單總線是有利的。