国家电力公司发输电运营部在《防止电力出产重大事端的二十五项要点要求》第1.1.10条规则： “应尽量削减电缆中心头的数量。如需要，应按工艺要求制造装置电缆头，经质量验收合格后，再用耐火防爆槽盒将其关闭”。如何很好地执行该要求?尽管一些电 厂对电缆接头施行防爆处理，然而这种办法仅仅一种事后处理的办法。笔者认为对电力电缆进行在线监测是对电缆接头采取的较有用的事前防备防爆措施，因而，研究和开发电力电缆火灾在线监测体系势在必行。

1 开发电力电缆火灾在线监测体系的必要性

各发电厂和变电站都敷设有间隔较长、走向杂乱的电力电缆，这些电缆长期运转在高电压、大电流环境下，容易引起温度上升、温度异常，引起电缆接头爆炸，形成 火灾[1]。现在全国运转的电力电缆毛病80%以上是由于电力电缆附件毛病引起的，其间电缆接头引起的事端占一半以上。电缆接头在沟道或地道中敷设时相距 其他运转电缆较近，因而要防止毛病电缆点燃其他运转电缆。电力电缆敷设间隔长、走向杂乱，而运转人员定期巡视的办法、巡视间隔、巡视的精确性等方面都存在 许多问题，因而，研究规划电力电缆火灾在线监测体系就是为了能够实时监测电力电缆的温度变化，在温度越限或温升速度越限时能及时报警，并指出发热门方位 (温度探头方位)，通知运转人员及时处理，然后保证运转安全，防止经济损失。

2 电力电缆火灾在线监测体系的总体规划

根据出产现场实际，珠江电缆火灾在线监测体系规划成分散丈量、会集监督的体系结构，它主要由4部分组成：温度传感器、现场作业子站、总线接口以及主机。结构组成见图1。

体系所用温度传感器是美国DALLAS公司最新产品———DS1820数字式温度传感器，丈量规模为-55～125℃，丈量精度为±0.5℃，能够精确测 量电缆接头处温度或其他装置地址的温度。该数字式温度传感器选用半双工数据通讯接口，子站向它输入识别代码和命令字，它向子站输出数字温度值(均经过单总 线进行)。

子站的使命是实时收集温度传感器的一系列数据，简略处理后，经过接口电路把传感器编号以及相应的数据传送给主机。主机负责管理悉数子站，接纳各个子站传来的数据，并在Windows环境下以杰出的用户界面管理和显现现场数据。

3 子站的硬件规划

考虑到现场电缆走向杂乱、散布规模大，如果一切温度传感器均直接经过接口电路与主机相连，必然形成体系衔接与管理杂乱化，同时也加大了保护方面的难度。该 体系规划为分层散布式结构，由子站实时收集与其相连的一系列温度传感器的数据，经过各个子站的处理后，经过长途通讯接口电路，把代表电缆方位信息的传感器 编号以及相应的温度数据传送给主机。该规划简化了体系结构，便于管理和保护。

子站的结构如图2所示，其核心是Intel公司的8位单片机89C51。Intel 89C51具有4列化KBEEPROM作为程序存储器，128 BRAM作为数据存储器[2]。复位电路选用上电自动复位、按钮手动复位和守时器(看门狗)自动复位多重复位规划，以保证子站作业的可靠性。时钟电路由外 接石英晶体振荡器和电容构成的三点式振荡电路及内部反向放大器构成，时钟频率为12 MHz.

Intel 89C51的16位内部守时/计数器以中止方法作业，操控子站守时扫描与之相连的传感器，内部并行口线则用于子站与温度传感器之间的单总线数据传输。考虑 到一台子站要衔接多个温度传感器，且间隔较远，因而增加了驱动接口电路，由光电耦合衔接传感器，然后进步子站的抗搅扰才能和可靠性。

4 接口规划

子站负责收集温度数据并对数据进行简略的处理，经过接口电路把传感器编号以及相应的温度数据传送给主机。Intel 89C51具有片内串行接口，在串行口操控寄存器SCON的操控下，能够方便地作业在移位寄存器方法、波特率可变的8位异步通讯方法、波特率固定的9位异 步通讯方法和波特率可变的9位异步通讯方法中。由于Intel 89C51的串行口为TTL电平，而上位机(主机)的串行口为RS-232电平，因而通常的规划是选用MC1488/MC1489电平转化接口电路。

RS-232串行通讯规范规则，驱动器允许有2 500 pF的电容负载，因而通讯间隔受到很大约束，一般通讯间隔不超过15 m。此外，RS-232串行接口选用单端信号传输方法，其抗搅扰才能 较差。考虑到RS-232串行接口的固有缺点以及子站数量多、散布规模大、间隔主机较远等实际情况，本规划选用RS-485串行总线构成子站与主机的接 口。

RS-485串行数据发送接纳器选用平衡发送和差分接纳，具有很强的抑制共模搅扰才能，并且接受器具有较高的灵敏度，因而通讯间隔可到达1 000 m以上。在通讯线路装置方面，RS-485总线比RS-232总线具有许多优势：RS-232总线选用三线共地传输，而RS-485总线选用两线差分传 输，也就是说，选用RS-485总线能够使用一对双绞线方便地构成主机与多个子站的散布式体系。

RS-485接口芯片能够选用MAXIM公司的MAX485系列单5 V供电低功耗RS-485及RS-422通讯接口芯片(MAX481，MAX483，MAX485，MAX487～MAX491，MAX1487)，其间 MAX483，MAX487，MAX488和MAX489的传输速率为250 Kbit/s，能够削减由于线路终端阻抗不匹配而引起的反射。MAX481，MAX485，MAX490，MAX491和MAX1487的传输速率可高达 2.5 Mbit/s。MAX488～MAX491为全双工数据接口，而MAX481，MAX483，MAX485，

MAX487和MAX1487为半双工数据接口，这些芯片均具有-7～+12 V的共模输入电压。