高压开关柜是电力系统的重要设备,其内部触头由于负荷电流太大、接触电阻太大等缘故很容易过热,可能影响着开关柜本身甚至整个电网的安全运行,造成大规模停电事故。由于电力设备接头的动静触头存在机械磨损或材料氧化,接触面间普遍存在着接触电阻。随着使用年限的增加,接触面间的接触电阻会逐步增大。近年来,许多重大电气故障的发生,是由于部分元件的接触电阻过大引起元件过热导致的。因此,设计一套可靠的开关柜触头在线温度监测系统、基于暂态热路建模来研究接触电阻是非常有必要的。首先,提出一种基于红外测温和ZigBee的开关柜触头在线温度测控系统方案,研究了红外测温传感器的原理、选择依据和通信方式,完成ZigBee无线通信的数据传输协议的设计以及数据采集终端和汇聚节点的硬件电路方案设计与实现。其次,针对上位机算法与软件部分,设计了上位机软件的总体结构,着重研究了温度监测数据的预处理、温度变化趋势预测、开关柜温度预警的实用算法,研究了电力设备热缺陷等级划分标准,详细叙述了基于LabVIEW的上位机软件界面的实现方法与步骤。然后,对于硬件平台和上位机软件进行了实验测试,测试表明,所研究的开关柜触头温度在线监测预警方案是可行的,实现了设备状态的数据可靠快速传输和监测预警信息的可视化,可以促进电力设备的状态检修的实现。针对于不同的散热方案,利用层次分析法研究开关柜散热最佳方案。最后,通过理论研究搭建了电接触元件的物理模型、热路暂态模型、导体热传导模型,重点研究了检测热接触点或其附近的温度响应曲线,提出通过此曲线的时间常数计算接触电阻的新方法。大量的理论分析、计算与有限元分析软件ANSYS仿真实验验证了这些分析模型和接触电阻求取方法是有效的、准确的,这为电力设备的状态监测和热缺陷分析提供一定的理论支持。