电气设备运行状态的在线监测是用来预防电力系统故障的重要手段。目前,电气设备在线监测的通信方式主要为有线通信,由此引发接线多,方式复杂,增加了整个系统隐患,给故障的排查与维修带来不便。无线传感器网络作为一种新兴的测控网络技术,是解决上述问题的理想选择,其网络的自组织、自适应性可大大提高在线监测系统的可靠性。而准确的时间同步是实现传感器网络自身协议运行、数据融合、TDMA调度、协同睡眠、定位等的基础;网络通信程序是无线传感器网络进行组网、路由、数据传输的基础;无线传感器网络的应用领域不需要很高的带宽,只要求低延迟、低功耗,而ZigBee协议恰好满足这种要求。本文基于此进行了相关的探究,主要进行了以下的工作:首先,初步分析了无线传感器网络在电气设备在线监测中应用的可行性,总结了无线传感器网络在电力系统中应用的关键技术,提出了电气设备在线监测的无线传感器网络基于分簇算法的监测体系结构,并进行了实验测试。其次,在剖析无线传感器网络时间同步原理的基础之上比较性地分析了已有典型无线传感器网络时间同步协议、机制和算法,提出了一种适用于电气设备在线监测的时间同步方案,此方案结合外同步和内同步,在进行同步的过程当中采用单向广播同步和线性回归结合的方法,最后在仿真软件NS中与常用算法TPSN进行了仿真对比分析,结果证明该算法满足监测网络的要求。然后,在TinyOS2.x操作系统下针对无线传感器网络的网络通信程序进行了系统性的开发。网络通信程序是无线传感器网络进行组网、路由、数据传输的基础,深刻剖析了TinyOS2.x操作系统的硬件抽象体系结构以及通信机制,在此基础之上给出了网络通信程序的开发实现过程。同时在TinyOS2.x操作系统下对设计的时间同步算法进行了部分的实现。最后,针对ZigBee协议应用于无线传感器网络进行了实验性的研究。首先对ZigBee协议规范进行了概述,深刻剖析了TinyOS操作系统的硬件抽象体系结构;比较性地分析了ZigBee协议相对于传统无线电技术所具有的优势,同时给出了基于CC2430的节点设计框图及相关的开发系统,在TinyOS2.x操作系统中分析CC2430应用程序抽象体系结构的基础之上给出了程序设计的实现过程,并且实现了一个基于ZigBee协议的在线监测系统,对于把ZigBee协议应用于电气设备在线监测的无线传感器网络具有现实可行的意义。