國家電力公司發(fā)輸電運營部在《防止電力出產重大事端的二十五項要點要求》第1.1.10條規(guī)則： “應盡量削減電纜中心頭的數(shù)量。如需要，應按工藝要求制造裝置電纜頭，經質量驗收合格后，再用耐火防爆槽盒將其關閉”。如何很好地執(zhí)行該要求?盡管一些電 廠對電纜接頭施行防爆處理，然而這種辦法僅僅一種事后處理的辦法。筆者認為對電力電纜進行在線監(jiān)測是對電纜接頭采取的較有用的事前防備防爆措施，因而，研究和開發(fā)電力電纜火災在線監(jiān)測體系勢在必行。

1 開發(fā)電力電纜火災在線監(jiān)測體系的必要性

各發(fā)電廠和變電站都敷設有間隔較長、走向雜亂的電力電纜，這些電纜長期運轉在高電壓、大電流環(huán)境下，容易引起溫度上升、溫度異常，引起電纜接頭爆炸，形成 火災[1]。現(xiàn)在全國運轉的電力電纜毛病80%以上是由于電力電纜附件毛病引起的，其間電纜接頭引起的事端占一半以上。電纜接頭在溝道或地道中敷設時相距 其他運轉電纜較近，因而要防止毛病電纜點燃其他運轉電纜。電力電纜敷設間隔長、走向雜亂，而運轉人員定期巡視的辦法、巡視間隔、巡視的精確性等方面都存在 許多問題，因而，研究規(guī)劃電力電纜火災在線監(jiān)測體系就是為了能夠實時監(jiān)測電力電纜的溫度變化，在溫度越限或溫升速度越限時能及時報警，并指出發(fā)熱門方位 (溫度探頭方位)，通知運轉人員及時處理，然后保證運轉安全，防止經濟損失。

2 電力電纜火災在線監(jiān)測體系的總體規(guī)劃

根據出產現(xiàn)場實際，珠江電纜火災在線監(jiān)測體系規(guī)劃成分散丈量、會集監(jiān)督的體系結構，它主要由4部分組成：溫度傳感器、現(xiàn)場作業(yè)子站、總線接口以及主機。結構組成見圖1。

體系所用溫度傳感器是美國DALLAS公司最新產品———DS1820數(shù)字式溫度傳感器，丈量規(guī)模為-55～125℃，丈量精度為±0.5℃，能夠精確測 量電纜接頭處溫度或其他裝置地址的溫度。該數(shù)字式溫度傳感器選用半雙工數(shù)據通訊接口，子站向它輸入識別代碼和命令字，它向子站輸出數(shù)字溫度值(均經過單總 線進行)。

子站的使命是實時收集溫度傳感器的一系列數(shù)據，簡略處理后，經過接口電路把傳感器編號以及相應的數(shù)據傳送給主機。主機負責管理悉數(shù)子站，接納各個子站傳來的數(shù)據，并在Windows環(huán)境下以杰出的用戶界面管理和顯現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據。

3 子站的硬件規(guī)劃

考慮到現(xiàn)場電纜走向雜亂、散布規(guī)模大，如果一切溫度傳感器均直接經過接口電路與主機相連，必然形成體系銜接與管理雜亂化，同時也加大了保護方面的難度。該 體系規(guī)劃為分層散布式結構，由子站實時收集與其相連的一系列溫度傳感器的數(shù)據，經過各個子站的處理后，經過長途通訊接口電路，把代表電纜方位信息的傳感器 編號以及相應的溫度數(shù)據傳送給主機。該規(guī)劃簡化了體系結構，便于管理和保護。

子站的結構如圖2所示，其核心是Intel公司的8位單片機89C51。Intel 89C51具有4列化KBEEPROM作為程序存儲器，128 BRAM作為數(shù)據存儲器[2]。復位電路選用上電自動復位、按鈕手動復位和守時器(看門狗)自動復位多重復位規(guī)劃，以保證子站作業(yè)的可靠性。時鐘電路由外 接石英晶體振蕩器和電容構成的三點式振蕩電路及內部反向放大器構成，時鐘頻率為12 MHz.

Intel 89C51的16位內部守時/計數(shù)器以中止方法作業(yè)，操控子站守時掃描與之相連的傳感器，內部并行口線則用于子站與溫度傳感器之間的單總線數(shù)據傳輸?？紤] 到一臺子站要銜接多個溫度傳感器，且間隔較遠，因而增加了驅動接口電路，由光電耦合銜接傳感器，然后進步子站的抗攪擾才能和可靠性。

4 接口規(guī)劃

子站負責收集溫度數(shù)據并對數(shù)據進行簡略的處理，經過接口電路把傳感器編號以及相應的溫度數(shù)據傳送給主機。Intel 89C51具有片內串行接口，在串行口操控寄存器SCON的操控下，能夠方便地作業(yè)在移位寄存器方法、波特率可變的8位異步通訊方法、波特率固定的9位異 步通訊方法和波特率可變的9位異步通訊方法中。由于Intel 89C51的串行口為TTL電平，而上位機(主機)的串行口為RS-232電平，因而通常的規(guī)劃是選用MC1488/MC1489電平轉化接口電路。

RS-232串行通訊規(guī)范規(guī)則，驅動器允許有2 500 pF的電容負載，因而通訊間隔受到很大約束，一般通訊間隔不超過15 m。此外，RS-232串行接口選用單端信號傳輸方法，其抗攪擾才能 較差?？紤]到RS-232串行接口的固有缺點以及子站數(shù)量多、散布規(guī)模大、間隔主機較遠等實際情況，本規(guī)劃選用RS-485串行總線構成子站與主機的接 口。

RS-485串行數(shù)據發(fā)送接納器選用平衡發(fā)送和差分接納，具有很強的抑制共模攪擾才能，并且接受器具有較高的靈敏度，因而通訊間隔可到達1 000 m以上。在通訊線路裝置方面，RS-485總線比RS-232總線具有許多優(yōu)勢：RS-232總線選用三線共地傳輸，而RS-485總線選用兩線差分傳 輸，也就是說，選用RS-485總線能夠使用一對雙絞線方便地構成主機與多個子站的散布式體系。

RS-485接口芯片能夠選用MAXIM公司的MAX485系列單5 V供電低功耗RS-485及RS-422通訊接口芯片(MAX481，MAX483，MAX485，MAX487～MAX491，MAX1487)，其間 MAX483，MAX487，MAX488和MAX489的傳輸速率為250 Kbit/s，能夠削減由于線路終端阻抗不匹配而引起的反射。MAX481，MAX485，MAX490，MAX491和MAX1487的傳輸速率可高達 2.5 Mbit/s。MAX488～MAX491為全雙工數(shù)據接口，而MAX481，MAX483，MAX485，

MAX487和MAX1487為半雙工數(shù)據接口，這些芯片均具有-7～+12 V的共模輸入電壓。