(2- 1)

式中， 为对流散热，W/m； 是辐射散热，W/m； 是导线日照吸热量，W/m； 为通道导线电流，A； 为导线的交流电阻， 。

从上述的稳态时导线热平衡方程可以看出，影响导线温度的因素包括了通过导线的电流、导线的交流电阻、导线材料以及风速、日照、湿度等环境因素。其中对流换热量：

                    (2- 2)

式中， 为导线表面空气层的导热系数； 为努塞尔数，努塞尔数与导体表面气流雷诺数相关，其表达式为 ，雷诺数 ；其中， 为环境风速， 为导线直径[15]。

导线辐射散热量：

                  (2- 3)

式中，S为斯蒂芬-玻尔兹曼常量； 为导线表面辐射系数。

导线从环境吸热量：

  (2- 4)

式中 为日照强度； 为导线吸热系数。

2.2 导线测温方法

对物体温度的测量根据方式的不同，可分为直接测温与间接测温。直接测温指通过热电阻、温度传感器、红外点温仪等设备直接测量物体的表面或者内部温度；而间接测量则是通过测量与温度相关的物理量计算物体实际温度。在直接测温方式中又可分为接触式测温与非接触式测温。比如利用温度传感器直接与物体接触，通过与物体的换热平衡将物体的温度信号转换为传感器的电信号。非接触式则主要以辐射测温为主，通过对物体红外辐射的测量而得到物体温度。由于非接触式测温通常会受到环境等外界因素的干扰，所以此方法较接触式测温误差较大。通常也只是测得物体的平均温度，而较难实现对定点的高精度测量。

目前在导线监测研究方面，直接与间接的测温方式都有涉及并在一些监测区域得到实际应用。比如在夏季的高温季节，由于热胀冷缩的原理，导线将被拉长并下垂，技术人员可通过对导线下垂高度的分析从而得到导线的温度；在冬季气温较低时可通过对导线表面覆冰的研究得到导线的运行状态。相比于间接的测温方式，直接测温更加简单直接，所得结果也较为精确，因此目前直接测温方式则应用更为广泛。鉴于文章的目的，不再对间接测量方式进行赘述。

目前主流的测温方式有三种:一是利用各种传感元件，将导线温度转换为其他物理信号，再通过信号采集系统得到导线温度。二是红外测温，红外测温是将导线的红外辐射聚焦到光电探测器上，将红外信号转变为大小变化的电信号进行测量。这种测量方法的优点是系统体积小，可移动测量，使用寿命长。但是红外测温受测量距离影响较大，精度不够稳定。三是光纤测温。这是一种较为先进的测温系统，这种测温系统的典型优势是测量精度高，能通过光纤实时传输数据从而省去了外加通信系统的麻烦。然而其缺点也较为明显，要大面积使用这种测温方式就需要对现有线路进行整改，成本太高。通过对三种测温方式的比较，从经济因素与测量精度等方面考虑，课题选用技术成熟的温度传感器来测量导线温度。

温度传感器类型很多，有由铂制成的测温电阻、热敏电阻、热电偶、热电阻、集成型温度传感器以及晶体管等。不同传感器各有优缺点，如表2.1所示：

从下表可以看到，热敏电阻测温范围为-40~350℃，一般导线温度不会超过这个范围。同时其精度与重复性等特性较为优异，价格也相对其他几种便宜，实际操作时也最为简单，因此课题选用热敏电阻作为直接的测温元件。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com MSP430单片机基于太阳能发电的导线测温装置设计(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_77183.html