隨著城市化建設的快速發(fā)展，城市輸配電線路規(guī)模迅速增加，傳統(tǒng)的輸配電主要是通過架空線形式，日積月累城市上空縱橫交錯的各種線纜就像一張張“黑色蜘蛛網(wǎng)”，不僅影響市容，還存在安全隱患。隨著社會發(fā)展，地下電纜已逐步發(fā)展成為城市電力網(wǎng)架的主要組成部分，隨著輸電線路的入地電纜的一些安全隱患也從地上轉移到地下，對電纜線路的運行、維護工作提出了更高的要求。

采用架空線的輸電方式，可以通過無人機巡檢或熱成像設備對線纜節(jié)點溫度進行監(jiān)測，而采用地下電纜的方式上述的測溫方式就無法應用，給地下電纜的溫度監(jiān)測帶來了盲區(qū)，隱藏的隱患點只有在釀成重大事故的事故才會被探知，帶來的損失也非常嚴重。因此，需要新技術解決中間電纜接頭測溫需求。

近年來，對于電纜線路運行溫度的監(jiān)測，越來越得到國內外用戶的重視。有關機構對輸電線路故障率分析結果顯示，與電纜本體相比，電纜接頭是薄弱環(huán)節(jié)，其故障率約占電纜線路故障的95%。由于電纜接頭制作、安裝、接線工藝存在多個中間環(huán)節(jié)，連接點接觸電阻過大，溫升加快，發(fā)熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚、連接松動或開焊，進而接觸電阻更大，溫升更快。如此惡性循環(huán)，致使接頭的絕緣層破壞，形成相間短路、對地擊穿放電或著火，最終引發(fā)電纜頭著火燒毀或爆炸事故等。因此，如能對電纜接頭處溫度進行實時監(jiān)控將能及時發(fā)現(xiàn)早期安全隱患，避免釀成較大事故。但是，由于發(fā)熱點在電纜接頭內部，而電纜本身使用年限在30年左右，現(xiàn)有的熱成像、光纖技術或者帶電池的測溫技術完全無法應用，這就給電纜頭溫度監(jiān)測帶來了技術難題。

聲表面波（SAW）是一種能量集中在表面?zhèn)鞑サ膹椥圆ǎ钤缡怯捎锢韺W家瑞利在19世紀80年代在地震波過程中偶然發(fā)現(xiàn)的。1965年，美國的懷特（R.M.White）和沃爾特默（F.W.Voltmer）發(fā)表題為“一種新型聲表面波聲——電轉化器”的論文，取得了聲表面波技術的關鍵性突破，能在壓電材料表面激勵聲表面波的金屬叉指換能器IDT的發(fā)明，大大加速了聲表面波技術的發(fā)展，使這門年輕的學科逐步發(fā)展成為一門新興的、聲學和電子學相結合的邊緣學科。

我國SAW技術開應用發(fā)始于1970年，比西方晚了3年時間，SAW信號處理器件自20世紀70年代末實際應用以來，現(xiàn)在已遍及軍工和民用各方面，大致是SAW信號處理器件主要應用于軍工領域，而頻率選擇和頻率控制SAW器件和SAW傳感器則都是軍民共用的器件。聲表面波傳感器是基于超聲表面波振蕩器的頻率隨著被測物理量的變化而改變,從而實現(xiàn)被測量的一種新型傳感器，聲表面波傳感器由三部分組成：聲表面波芯片、阻抗匹配電感、天線。其的核心部分為聲表面波芯片，聲表面波芯片主要是由電壓材料基片和沉淀在基片上不同功能的叉指換能器、反射柵組成。

聲表面波技術應用于電纜接頭測溫原理

工作過程如下：

監(jiān)控平臺軟件下發(fā)溫度采集指令給測溫采集器；

測溫采集器通過測溫中繼天線發(fā)射定向查詢電磁信號；

電磁信號被安裝在電纜內的測溫模塊天線接收并進入到模塊芯片內部，芯片內部通過逆壓電效應激發(fā)出聲表面波，聲表面波傳播過程中其頻譜特性跟當前溫度呈現(xiàn)一定的關聯(lián)；

通過壓電效應在傳感器內產(chǎn)品回波電磁信號，采集器接收回波信號并進行一系列波形分析即可識別出溫度；

溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，平臺實時采集設備溫度信息，實現(xiàn)在線監(jiān)測。

電纜內置測溫系統(tǒng)布局

系統(tǒng)內各個部件的布局如上圖所示，其中測溫模塊安裝在電纜接頭內線芯壓接點位置；測溫中繼天線接收端放置在接頭銅殼內部，中繼天線線纜從銅殼灌膠孔中引出接入到測溫采集器的射頻天線口；測溫采集器通過遠程供電系統(tǒng)或者現(xiàn)場CT取電裝置獲取工作電源，采集器將從測溫模塊采集的數(shù)據(jù)通過RS485數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸?shù)竭h程監(jiān)控終端平臺。根據(jù)電纜中間接頭所處的環(huán)境，可選擇通過GPRS移動公網(wǎng)或LORA專網(wǎng)的通信方式傳輸數(shù)據(jù)。

綜上所述，采用聲表面波技術可以解決高壓電纜接頭內置測溫需求，由于其特殊工作原理完全可以滿足和一次設備同壽命的要求。符合電力設備祥一二次融合發(fā)展的趨勢。目前已經(jīng)有多個電纜廠家完成了帶聲表面波測溫的型式試驗，并實施了多個試點工程，后續(xù)將會在電力行業(yè)規(guī)?；瘧谩?br />