摘 要： 针对目前电力电缆在线温度监测系统的不足，开发设计了一种基于Delphi 7.0电缆温度监测系统，该软件能实时显示各测点的温度情况，并对温度异常进行报警处理。实践表明该软件稳定可靠，实时性较强，实现了信息采集、存储及初步分析的功能，可以有效地监控电缆设备工作环境温度，预防和杜绝电缆火灾事故的发生。
关键词： Delphi 7.0；Oracle 8i；温度监测；电缆
在使用大型电力设备的工矿企业，往往在电缆沟中铺设距离长、走向复杂的电力电缆。这些电力电缆长期运行在高电压、大电流状态下，特别容易导致温度升高[1]。若不及时发现并妥善处理电力电缆的温度升高情况，往往会引起电缆接头炸裂及自燃等现象[2]，从而引起电缆火灾，危及电力电缆的安全运行，造成重大的经济损失。所以及时准确掌握电力电缆运行状态的长短期变化，对维护电力系统的安全稳定运行至关重要。为了从源头上预防和消除电力电缆火灾事故的发生，改变现有电缆运行状态监控系统的现状，构建了基于Delphi 7.0的电缆温度在线监测系统，该系统能实现对电缆及电缆接头连续进行温度监测，通过专有的分析算法能够提前确定电缆的早期故障，实现电缆故障的早期预测。
1 系统组成
基于Delphi 7.0的电缆温度在线监测系统组成如图1所示。系统主要由M-BUS温度传感器单元、数据采集单元、CAN总线网络、后台监测系统四部分组成。数字温度传感器单元检测出电缆的实际温度值，通过欧洲仪表总线M-BUS将温度数据上传给数据采集单元，数据采集单元将温度值采集后按TCP/IP协议打包通过光纤上传给监测工作站，监测系统对采集到的温度等信息数据进行分析、存储等处理，根据数据帧内容确定测点的位置，得出各测点温度变化趋势曲线，并根据不同设定告警值进行分级报警。监测系统把从采集单元传送过来的监测数据存入Oracle数据库中。
2 系统软件设计
2.1 编程语言的选择
Boland公司开发的Delphi 7.0软件，是当前应用于工业自动化控制和数据库开发的一款非常出色的软件，它具有简单易操作的可视化编程界面，丰富的控件资源以及强大的类库。本软件采用Delphi 7.0，开发中应用的第三方控件有ODAC4.0和Oratoolsadd，数据库SQL开发采用PL/SQL Developer 7.0。
2.2 软件总体设计
后台监视系统能够显示整个厂区中监测电缆分布情况，并显示测点部位、实时温度值电缆名称及分布位置。当电缆发生过热故障时，屏幕上显示发生故障的部位，这样系统才能指示出故障发生的准确部位，因而能有效指导检修工作。同时监测系统可通过监测数据的变化提前预测电缆过热故障，并根据所监测点的温度趋势变化情况，提前预警电缆的故障点。
后台监控系统软件主要由身份验证及系统初始化、基础数据管理、在线监测管理、历史数据管理、系统维护管理和系统帮助六大部分组成。其整体结构如图2所示。
2.3 软件功能模块设计
2.3.1 身份验证及系统初始化
使用身份验证模块可以防止非专业工作人员对软件进行不恰当的操作导致系统无法正常工作。身份验证模块界面由两个Edit控件、界面修饰用控件和两个按钮控件组成。启动系统时，身份验证模块从注册表中提取出用户名，并在Edit控件中显示出来；另一个Edit控件由用户输入进入系统的口令，用户口令输入后，在用户信息表中进行用户验证，若正确则进入系统初始化，同时把用户信息保存到注册表中，否则用户重新输入口令。如果连续三次输入不正确口令，则系统自动退出，并释放所占用的系统资源。
身份验证通过后，系统进行初始化，生成系统初始化主界面。主界面主要包括功能主菜单、主要功能快捷键按钮、显示各隧道的电缆回路名称的TreeView控件，显示对应电缆回路示意图的Picture控件。系统初始化模块在身份验证通过后，从本地的用户ID文件中提取出系统各项功能所对应的数值，同时将各数值分别赋予全局变量，判断是否有服务器发给该用户的信息，有则根据该信息生成新的示意图文件，生成系统主界面。
2.3.2 基础数据管理
基础数据管理模块包括隧道资料管理、测点参数管理、报警参数管理、示意图管理、在线电缆资料管理和数据采集参数设置等模块，具体结构如图3所示。
开始监测模块的处理逻辑是：进入在线监测模块后，用户点击主菜单中的“开始监测”菜单项，或点击主窗体中的快捷按钮，进入开始监测模块，监测模块启动采集进程，从内存读取各监测点的数据，存入相应的数据表中，将各采集值与相应的标准进行比较，超标则将有关信息记入报警信息表，同时在主窗体中醒目的标识出当前有超标的信息，并给予声音提示报警。当用户选择相应的隧道分段时，则在以柱形图或折线图方式显示出各点的实时采集数据及报警标识等，并可在查看数值和图形方式之间进行切换。
在线报警及处理模块主要功能是在线或离线状态下查看尚未处理的报警信息，并可查询相应测点参数、可确认全部或单条报警记录等功能。本模块的界面主要包括2个显示实际监测数据、报警信息的DBGrid控件和1个显示报警处理意见的DBMemo控件。在线报警及处理模块处理逻辑是在数据采集监测状态下，用户点击主菜单中的“在线报警及处理”菜单项或主窗体中的快捷按钮进入在线报警模块，同时显示“在线报警及处理”窗体，DBGrid控件中显示出现报警但尚未确认的监测数据；另一DBGrid控件中显示报警的详细信息。在本模块中，用户可以通过点击“确认”按钮，查看当前回路的报警记录或点击“全部确认”按钮，确认当前时刻以前所有回路的尚未确认的报警信息。同时用户还可以打印所查看的报警信息。
停止监测模块主要是关闭实时监测功能，释放有关的内存空间。其处理逻辑是：用户点击菜单中的“停止监测”菜单项，系统会关闭所有已打开的数据表及有关文件，释放占用的内存空间，主窗体恢复至进入系统时的状态。
2.3.4 历史数据查询
历史数据查询模块可以实现在离线状态下查询有关的温度数据和趋势图；查询报警的历史资料及处理情况，主要包括历史监测数据、报警历史资料、趋势图三个模块。历史数据查询模块结构如图5所示。
温度数据查询模块分别可以实现在离线状态下查询有关的温度数据，并可由此模块进入温度趋势图模块，在该模块下具有打印功能。温度信息查询模块主界面的设计都是利用查询条件来选择控件和DBGrid控件，分别用于选择查询的回路号、时间段、监测点号和显示所查询的温度。温度数据查询处理逻辑是当用户点击主菜单中的“温度数据查询”菜单项，进入本模块，用户选择查询条件后，点击“查询”按钮则DBGrid控件显示满足条件的所有温度数据，本模块只能在离线状态下进行查询，在实时监测状态下不可用。报警历史资料模块的设计与温度数据查询模块类似。
趋势图模块提供一段时间内电缆有关监测点的温度变化趋势以及随系统功率变化的温度趋势，有图片另存为、打印等功能。趋势图模块界面利用条件选择控件和DBChart控件来实现，其中条件选择控件用于选择要查看的回路号、时间段、监测点号、测点类型；而DBChart控件用于显示所查询点的数据趋势。趋势图的处理逻辑如下：用户点击主菜单中的“趋势图”菜单项，进入本模块，用户选择查看条件后，点击“确定”按钮，则DBCart控件显示满足条件的数据走势图，一次可同时显示4个点的趋势图，本模块仅用于查看离线状态的数据趋势。
2.3.5 系统维护管理
系统维护管理模块包括更改用户口令模块、系统管理模块及退出系统模块，主要包括用户账号和用户口令的更改，用户权限的更改设置等其主要结构如图6所示。
更改用户口令模块，该模块主要完成登录用户进入系统的口令更改。系统用户管理模块由本系统的管理员使用，主要负责增加、改动、删除用户信息及用户权限分配等。系统用户管理模块界面主要由多个按钮控件和用于设置、显示用户系统功能权限的DBCheckBox控件，同时用2个DBEdit控件来设置或显示用户所在的单位和用户口令。
2.3.6 系统帮助
系统帮助模块包括系统使用说明和关于系统两部分。作为本系统的使用帮助、用户手册及对本系统的说明。
3 数据库设计
在Delphi的编程环境中，利用数据库来保存数据，格式简单整齐，查询方便，在程序中也易于实现。因此本系统选择Oracle 8i数据库管理系统来存储电缆状态监测系统中的大量数据。
3.1 数据库关系模型的设计
在设计电缆运行状态在线监测系统时，需要考虑到监测系统使用要求和业务逻辑，本系统创建的数据库中表的结构有用户信息库表、测点数据库表、温度监测数据库表、隧道资料库表、隧道分段信息库表、通信盒信息库表、实时报警信息库表、报警信息库、电缆资料库、温度报警标准库和当前监测数据库表等共12个。数据库表的具体设计如下：
（1）用户信息库表UserTab
用户信息库表用于存放操作本系统的用户信息，主要管理用户名、用户所在单位、用户口令及所在功能组别等。用户信息库表的设计如表1所示。
（2）测点参数库表DotParaTab
测点数据库表用来管理各监测点的信息，主要包括测点的编号、盒号、线序、顺序号、测点详细信息、测点位置、测点类型、隧道号及分段号等信息。表2所示为测点参数库表。
（6）通信盒信息库表BoxInfoTab
数据采集通信盒信息库信息存放在如表6所示的表中。主要内容包括数据采集通信盒号、数据采集通信盒的IP地址和数据采集通信盒的ID编址、数据采集通信盒的位置及所在的隧道序号。
（10）温度报警标准库表AlarmBaseTab
温度报警标准库表如表10所示，表中存放着测点类型、温度警戒值报警标准、温度危险值报警标准、温度变化率警戒值报警标准和温度变化率危险值报警标准。
4 软件功能测试
为了验证基于Delphi的电缆温度监测系统软件的基本功能，首先连接好硬件设备，并在数据采集单元中配置好相关参数，然后点击电缆温度监测系统中的快捷方式，出现用户登录界面，输入用户名及口令后，进入系统主界面。通过收集各个数据集中器的温度，根据数据集中器的具体位置，实时显示出各个段的温度数据。其中一组实测电缆温度如图7所示。
通过测试，本电缆温度监测系统能正常监测电缆监测点的温度，达到系统预期目标。
从实际应用情况来看，系统运行稳定、数据真实可靠、可操作性强，为电缆运行状态数据进行了较为全面的采集和存储，并建立了长期的状态数据库和趋势分析与预测，为电缆隧道监控人员和故障诊断人员的电缆隧道状态分析诊断提供了强大的技术指导。该系统已实现网络化传输和远程监控、远程诊断功能，专业监控人员通过电缆隧道运行状态监测系统分析能很好地掌握电缆隧道运行状态、及时发现故障并指导检修，系统能捕捉到电缆隧道的早期故障，预报故障趋势，实现电缆的预知维修。
参考文献
[1] 刘英，曹晓珑．电力电缆在线测温及载流量的研究进展与应用[J]．输配电技术，2007（4）：11-14.
[2] 于春风，张天开，刘艳．基于Delphi7.0的温控仪数据采集系统的研制[J]．自动化仪表，2007（6）：21-23.