开关柜作为电力系统中一种重要的电气控制与保护设备,承担着关合及开断系统与保护系统的双重功效。开关柜通常采用封闭式结构,工作在大电流、强磁场、高电压环境中,因制造工艺、故障、人为、环境等因素,开关柜内断路器触头或母排连接处易出现过热现象,导致接触电阻增大、机械强度降低、绝缘材料老化等问题,轻则影响正常供电,重则引发事故造成人员伤亡和经济损失。因此本文设计了一种开关柜无线温度监测、预警与预测系统,对开关柜内易发热点进行温度实时监测,并实现温度的预警与预测。本文的研究对于开关柜的可靠稳定运行具有十分重要的意义。本文首先介绍了开关柜中常用的测温方法和原理,对其利弊进行了对比分析。鉴于无线测温方法在高压隔离和信号传输方面的优势,设计了基于ZigBee通信的在线监测系统。该系统由无线测温模块、协调器和上位机组成。测温模块由DS18B20温度传感器和以CC2530芯片为核心的主控单元组成,负责开关柜内的易发热点温度数据采集和传输。协调器由主控单元和外围电路构成,负责创建网络,接收各测温模块的数据并通过串口与上位机通信。通过对测温系统的软硬件设计和在Lab VIEW软件中编写的上位机程序,实现了温度在线测量和实时显示。其次,针对测温模块电池供电安全性、需要更换以及电流互感器取电存在死区等问题,本文采用电场取能的供电方式,利用母排与铜片之间耦合电容产生的电势差输出电能为测温模块供电。通过Ansoft软件仿真分析了高压导体周围的静电场分布,并实验研究了铜片与母排组成的平行板电容器参数以及负载阻抗对输出电压的影响。针对输出电压易受负载电路影响的特点,设计了超低功耗单片机PIC16LF1824控制的同步电荷提取电路并进行了实验,结果表明电场能量收集电路基本实现了测温模块能量的自给自足。再次,本文在上位机中计算温度上升率、同类温差、相对温差和温度阈值四种预警值,通过综合分析和判断,实现了温度故障的早期预警,提高了温度预警的灵敏度。并在获得工作电流、接点温度、室温等相关运行数据的基础上,采用支持向量机算法建立接点温度回归预测模型,实现接点温度变化趋势的预测。通过开关柜温升实验,验证了无线测温系统和温度预警系统的有效性,并对采集到的数据通过所建立的回归预测模型进行处理和分析,实现了接点温度的预测。结果表明系统能够较好地实现开关柜温度在线监测以及故障的预警与预测。