本方案依据供电企业的实践需求，选用无线技能规划了一种新式电缆接头温度监测体系终端。它坐落各电缆接头处收集温度数据和电缆电流数据，通过近间隔微功耗无线技能将分接箱中的丈量数据聚集于坐落分接箱底部的数据集中器，再上传至监控中心的PC，完成了城市供电电缆分接箱电缆接头运转温度和电流的低成本在线牢靠监测。
硬件电路规划
丈量原理
实践运转经历和理论剖析均标明，电缆接头处产生的各类毛病并不是一个突发的进程，是一个由量变到突变的进程，一般表现为电缆接头处温度不断升高。此外，在电力体系中，电力设备存在负载电流与温度正相关的规则:当负载电流增大时会呈现温度升高，而负载电流减小时会呈现降温的现象。
分接箱电缆接头外表温度是反映其运转状况的重要参数。对电缆接头温度进行不间断地监测和统计剖析，可使运转人员全面把握其作业状况，及时了解电缆接头的老化状况，在必要时结合出产状况提出检修方案，避免或削减毛病的产生，进步供电体系安全性、牢靠性，然后促进供电企业增收节支，进步经济效益。
依据分接箱电气安全规程，相与相接头之间空间间隔不小于1cm，接头与分接箱侧壁和顶部的空间间隔不小于15cm，各接头与三芯电缆割裂处垂直间隔不小于70cm。分接箱电缆接头导体外部为绝缘护套层，而绝缘护套层外表实践上存在着几百伏至上千伏不等的电压。电缆接头导体温度首要取决于通过导体中的电流I、触摸电阻R和环境温度TE，在通过电流和环境温度改变不大的状况下，首要受触摸电阻的影响。测点温度为接头导体温度T和环境温度TE的分温，通过它虽不能直接测出接头导体部分的实践温度，但在现场环境状况下，它与接头导体温度近似成线性联系。因而，关于分接箱电缆接头温度的监测，首要丈量电缆接头外表温度与通过电缆接头的电流，以及分接箱环境温湿度等。
供电体系规划
监测终端供电电路的规划思维是，运用特制线圈从电缆感应出必定功率的沟通电压，通过整流、滤波和稳压之后，供给给监测终端。电流大致在10A~300A规模的中高压电缆上的沟通电压，之后运用整流、滤波电路将沟通变为直流，运用稳压电路将约为5V的直流电压变为+3.3V的直流恒压供给监测终端。别的，为了避免在电缆大电流状况下，特制线圈感应电压过大导致后端电路焚毁，为电路增加了过电压保护电路，起到保护器材的效果。如图1所示。
该电路规划的难点首要在于，电缆电流较小时，要尽量确保电源的供给;而当电缆处于大负荷运转状况，乃至是短路毛病电流时，要给予电源板满意的保护，不能损坏器材。
该电源包含供能线圈，整流滤波稳压电路，操控线圈，操控电路以及防雷保护电路。
供能线圈为特制的小型CT(电流互感器)，运用电磁感应从电缆取得能量。该设备选用饱满磁感应强度较低、导磁率较高的硅钢片制造铁芯。供能线圈/操控线圈以及整流滤波稳压电路，操控电路和防雷保护电路与监测终端固定在铁芯一侧，便于减小体积和分量。依据电磁感应原理，确认线圈的匝数，确保电缆电流在10A以上时可供给安稳的3.3V稳压输出。供能线圈的输出接防雷保护电路后，再连接到整流滤波稳压电路。
因为高压电缆上运转的电流改变规模大，且暂态电流在到达数十倍的额定电流时还要坚持电源安稳，要确保电流在到达300A时电源还能正常作业。电缆电流过大时感应线圈的铁芯处于磁饱满状况。铁芯饱满后，磁化曲线呈非线性联系，感应电势变为相似脉冲波，导致稳压电源模块输入电压过高焚毁，不利于电源的完成。 本规划增加了一个操控绕组和操控电路，当电缆电流过大，获取能量过多时，操控供能线圈感应电压在恰当的作业规模。
电路规划
体系硬件结构图如图2所示。体系中心操控芯片选用年代民芯MXT8051，XT8051是以高速单指令周期8051为核的MCU。电路具有丰厚的外设，包含PWM、UART、WDT，Timer等，大容量存储器，内嵌32Kx8可在线编程flash，10位AD，8位DA，若干OP，3* LCD driver、POR以及可编程增益放大器(PGA)等模仿电路。电路集成片上调试体系，通过规范JTAG接口，快速确诊杂乱SoC，该调试体系具有不占用任何硬件资源即可进行全速和单步运转、支撑硬件断点、软件断点、以及调查内部特别功用寄存器、程序指针和内部RAM等功用。上位机通过规范JTAG接口以及用户界说指令履行在线编程和在线调试。一起供给调试和编程软件包，该CPU可轻松满意体系操控要求。
nRF24L01芯片是挪威Nordic公司推出的2.4GHz单片无线收发芯片，该芯片具有接纳灵敏度高、外围电路少、发射功率低、传输速率高、低功耗等长处，它作业在2.4GHz自在频段，支撑多点间通讯，其最高传输速率达1Mb/s。它选用SoC办法规划，只需少数外围元件便可组成射频收发电路。nRF2401A没有杂乱的通讯协议，它完全对用户通明，同种产品之间能够自在通讯。
算法及软件完成
温度监测和电流监测的完成
体系需监测电流和温度。温度监测运用了DS18B20芯片，这是一种单总线温度传感器。本体系共有6路温度信号，需求6只温度传感器，它们挂在一条总线上。操作进程为：单片机预存这6个温度传感器的序列号，首要初始化总线上一切的温度传感器，寻觅榜首路温度传感器，宣布温度转化指令，500ms后，再次匹配此温度传感器，匹配正确后，读温度暂存器的内容，最终将温度寄存器的内容转化成十进制数值存入单片机的缓冲区内。
电流监测选用CT完成，先用100比1的CT从电缆上得到一个交变电流，在二次回路侧参加一只0.01Ω的采样电阻，将电流值转变成电压值，此电压值通过运放LM358份额改换成单片机AD可收集的规模，信号送入单片机。单片机收集到信号后，乘以份额变系数，并转化成有用值后显现。
体系功用的完成
体系功用完成如图3所示。单片机首要进行端口的初始化，因为运用的单片机是双向输出，所以在运用曾经要确认此端口是输入仍是输出，是否使能上拉电阻等，尤其是关于SDA接口，在数据传输进程中，既做输出又做输入，因而单片机的输入和输出必定要设置正确。段式液晶是一种动态更新段式显现设备，具有低功耗的特色。在运用之前，要设置段式液晶的段数，公共端口数，帧速率等，设置完成后，可在单片机寄存器中操作液晶的每一段。PWM和AD都是要通过主时钟分频的，依据需求挑选适宜的时钟。使外部存储器、温度传感器、无线模块作业在安排妥当状况，要设置操作地址、收发速率、过错校验等。初始化完成后，体系读取存储器装备，以确认体系作业在哪种状况，然后依据设置的状况进行温度转化和电流收集。数据收集完成后，将丈量数据放入单片机的数据缓冲区，然后用无线模块把这些数据发送出去。最终，切换到下一通道丈量数据，重复以上进程。
结语
实践运转结果标明，本方案提出的新式电缆接头在线监测终端选用了感应电源供电，无需外接电源，免保护，监测终端与数据集中器之间选用近间隔微功耗无线通讯方法，有用传输数据的一起完成了高压阻隔，监测终端硬件和软件都选用了超低功耗规划，完成了温度的准确丈量，能够预见本产品将会有很好的市场前景。
