电缆接头测温装置：研发创新与实际应用探索 CNR217-079

项目背景

电缆接头是配电网运行中的薄弱环节，接触电阻异常导致的接头过热是引发电缆故障的主要原因之一。某供电局检修部管辖10kV配网电缆接头超过2，800个，分布在132条线路中。传统温度监测依赖手持红外测温仪定期巡检——两人一组沿线路逐点扫描，单条线路（约20个接头）完成一轮测温需耗时3.5小时，全局132条线路轮巡一遍需3个月。巡检周期过长意味着接头温度异常可能潜伏数周，错过最佳处理窗口。

存在问题

一是巡检周期长——3个月才能覆盖一轮，期间接头升温到击穿的发展过程可能仅需72小时，2024年度因接头过热导致故障停电共3起；二是红外测量受环境干扰大——阳光直射、接头表面锈蚀和测量角度偏差均导致读数波动±5度以上，曾出现红外读数正常但实际接头已烧损的误判案例；三是数据无追溯——巡检记录以纸质表格存档，无法形成温度趋势曲线，难以预警缓慢劣化的接头。四是夜间和恶劣天气无法巡检——台风季和高温季恰恰是接头故障高发期，但人工巡检受限。

创新目标

项目组确定三个目标：一、实现电缆接头温度24小时在线监测，温度采集精度≤±1度，测温范围覆盖-40度至150度；二、异常温升30秒内触发报警；三、单装置成本≤200元，便于规模化部署。

技术方案

装置由三部分构成：温度采集端采用PT100铂电阻接触式探头，通过导热硅脂贴合在电缆接头外壁，测温范围-40至150度，精度±0.5度，响应时间<3秒。采集端内置MSP430低功耗MCU，每10秒采样一次，休眠功耗<5微安，由3.6V/2400mAh锂亚硫酰氯电池供电，续航3年。数据传输采用LoRa无线模块（433MHz），空旷距离2km，配电站室内穿墙通信约300m，单网关可接入200个节点。接收端LCD屏轮询显示各节点实时温度和24小时温升趋势，一旦温度超阈值（默认90度）或10分钟温升>5度，触发蜂鸣器报警并短信推送至值班人员。

创新亮点

一是在线连续监测替代人工巡检——将3个月一轮的巡检变为24小时不间断监测，接头异常发现时间从天级缩至秒级；二是接触式PT100测温替代红外——精度从±5度提升至±0.5度，不受环境光照、表面锈蚀和角度偏差影响；三是LoRa无线组网低成本覆盖——单节点硬件成本165元，配电站房内零布线费，较有线测温每点节省约1，200元；四是温度趋势存储——每个节点保留365天历史数据，支持按日/周/月生成温度曲线，辅助判断接头劣化速度。

落地应用效果

2025年9月起在某供电局3条重载10kV线路的96个接头试点运行。截至2026年7月，累计告警次，其中2次为接头接触不良导致的持续温升（最高达112度），均在告警后4小时内完成停电处理，避免了接头烧损故障。安装后这3条线路未再发生因接头过热导致的跳闸事件。巡检人力从每周12工时降至2工时，年人力成本节省约5万元。

产出物：电缆接头测温装置96套（含PT100探头、LoRa通信模块及电池组件）、LoRa数据网关3台、温度监测管理软件1套、安装操作手册1份。

适用场景：10kV配网电缆中间接头和终端头的长期温度在线监测，适用于电缆沟、环网柜、箱变和开关站等封闭/半封闭空间内电缆接头热点监控，也适用于低压400V重载线路接头。

安全提示：安装探头前须确认电缆已停电并经验电、挂接地线；PT100探头与电缆外壁须均匀涂抹导热硅脂并用绝缘胶带紧固做好防水密封；LoRa网关天线应装在金属柜体外侧避免信号屏蔽；报警阈值根据接头类型和运行环境评估后设定，建议初始值不超过90度。