一种基于大数据技术的线路动态增容方法

摘要

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于大数据技术的线路动态增容方法,包括以下步骤：A）建立电缆散热模型，获得电缆导体温度对电缆外护套温度、环境温湿度和风速的函数F；B）沿目标电缆上设置温度监控器，监控目标电缆外护套温度，沿目标电缆设置温湿度监控器和风速计，根据函数F获得此时目标电缆的导体温度，将导体温度与环境温度、环境湿度、风速以及负荷关联，作为样本数据；C）获得足够的样本数据，获得目标电缆的导体温度对负荷、环境温湿度及风速的函数G；D）将环境温湿度及风速代入函数G，获得导体温度等于上限值时的负荷，作为目标电缆的动态增容上限。本发明通过试验推断出的导体温度更准确，提高了电缆的安全性。

权利要求

1.一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）建立电缆散热模型，获得电缆导体温度对电缆外护套温度、环境温湿度和风速的函数F；

B）沿目标电缆上设置温度监控器，监控目标电缆外护套温度，沿目标电缆设置温湿度监控器和风速计，分别监控环境温湿度和风速，获得目标电缆的环境温湿度、风速以及外护套温度，根据函数F获得此时目标电缆的导体温度，将导体温度与环境温度、环境湿度、风速以及负荷关联，作为样本数据；

C）重复步骤B）直至获得足够的样本数据，将样本数据进行函数拟合，获得目标电缆的导体温度对负荷、环境温湿度及风速的函数G；

D）将目标电缆的实时环境温湿度及风速代入函数G，获得使得目标电缆的导体温度等于上限值时的负荷，所述负荷作为目标电缆的实时环境温湿度及风速下，电缆的动态最大负荷，所述动态最大负荷作为目标电缆的动态增容上限。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，步骤A）中建立电缆散热模型的方法包括：A1）搭建电缆散热模拟设备，在模拟设备上模拟导体温度、环境温湿度和风速，并监测电缆外护套温度，获得模拟数据；

A2）当获得足够的模拟数据后，对模拟数据进行函数拟合，获得函数F。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，步骤A1）中搭建的电缆散热模拟设备包括环境模拟箱、测试电缆、注液头、注液管、回液头、回液管、液箱、注液泵、流速计、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器、若干个护套温度传感器和控制器，所述测试电缆放置在环境模拟箱内，所述测试电缆具有预设的长度L，所述测试电缆的两端裸露，所述测试电缆的导体中部加工有通孔，加工通孔后的电缆导体壁厚记为σ，所述注液管一端与注液泵连接，注液泵与液箱连接，所述注液头将注液管与电缆导体一端的通孔连通，所述回液头将回液管与电缆导体另一端的通孔连通，所述回液管与液箱连接，所述流速计安装在注液头和测试电缆之间，检测测试电缆内液体流速，所述加热器安装在液箱内，所述箱内温度传感器安装在液箱内，检测液箱内液体的温度，所述入口温度传感器安装在注液头上，检测注液头内液体的温度，所述出口温度传感器安装在回液头上，检测回液头内液体的温度，若干个护套温度传感器安装在测试电缆外护套上，检测外护套上的温度，测试电缆两端均设有护套温度传感器，所述注液泵、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器均与控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，步骤A1）中搭建的电缆散热模拟设备还包括温度补偿器，所述温度补偿器安装在注液管上，

所述温度补偿器包括壳体、补偿筒、滑塞、补偿弹簧、补液管、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器和后端温度传感器，所述壳体安装在注液管上，所述补偿筒安装在壳体内，所述补偿筒一端开口一端封闭，所述补偿筒开口端与注液管连通，所述滑塞安装在补偿筒内，所述滑塞与补偿筒内壁抵接，所述补偿弹簧一端与滑塞固定连接，补偿弹簧另一端与补偿筒封闭端固定连接，所述补液管一端连通筒靠近封闭端的部分，补液管另一端与注液管连通，所述锁定头安装在补偿筒外壁，所述锁定头用于锁定及解锁滑塞，所述补偿弹簧两端通过导线与电子开关K1和电源VT1连接，所述前置温度传感器安装在注液管上，所述前置温度传感器位于补偿筒靠近注液泵的一侧，所述前端温度传感器安装在补偿筒靠近注液管的位置，所述后端温度传感器安装在补偿筒靠近补液管的位置，所述电子开关K1控制端、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器以及后端温度传感器均与控制器连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，所述环境模拟箱包括箱体、风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器、风速计和控制模块，

所述箱体密闭，所述循环风道两端分别连接箱体的两端，所述风扇、热风机以、冷风机、加湿器以及除湿器均安装在循环风道内，所述温湿度传感器安装在箱体内，检测箱体内空气的温湿度，所述风速计安装在箱体内，所述风速计检测箱体内空气的流速，所述风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器以及风速计均与控制模块连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，步骤A1）中获得模拟数据的方法包括：A11）使用加热器加热液箱中的液体，使其温度达到值T1，用于模拟电缆的导体的温度，开启注液泵，将温度为T1的液体注入测试电缆，监测入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器的监测值；

A12）当护套温度传感器的值基本稳定时，表示测试电缆的温度已达稳态，此时读取测试电缆靠近注液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套首端温度T1_s，读取测试电缆靠近回液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套尾端温度T1_e，读取流速计监测值V，由环境模拟箱读取环境温湿度和风速；

A13）将导体温度T1、外护套首端温度T1_s、外护套尾端温度T1_e、流速V、环境温湿度HT和风速W作为一组模拟数据，获得函数F时，电缆外护套温度采用外护套首端温度T1_s。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，

所述电缆包括架空电缆和穿井电缆，步骤B）中，沿目标电缆上设置温度监控器包括红外温度监测器和热电偶温度监测器；

所述红外温度监测器安装在塔架上，所述红外温度监测器包括红外图像测温单元和通信模块，所述红外图像测温单元拍摄塔架两侧电缆的红外图像并转换为温度分布图，红外图像测温单元与通信模块连接；所述热电偶温度监测器包括控制单元、若干个热电偶温度检测单元和通信装置，若干个热电偶温度检测单元沿目标电缆布置，检测目标电缆外护套温度，若干个所述热电偶温度检测单元均与控制单元连接，所述控制单元与通信装置连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于大数据技术的线路动态增容方法，其特征在于，

步骤D）包括：

D1）沿目标电缆划分区段，同区段内的环境温湿度及风速基本相同，进而认为同区段内的电缆具有相同的导体温度；

D2）周期性将目标电缆每个区段对应的实时环境温湿度及风速代入函数G，获得使得目标电缆的导体温度等于上限值时的负荷，将所述负荷作为该周期内目标电缆相应区段的动态最大负荷；

D3）取目标电缆全部区段的动态最大负荷中的最小值，作为目标电缆的动态增容上限。

说明书

一种基于大数据技术的线路动态增容方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于大数据技术的线路动态增容方法。

背景技术

[0002] 由于输电线路回路长、通道环境复杂，在一条线路设计时，设计单位往往根据环境情况采用多种截面的导线。导致部分线路导线截面选择不合理，无法满足快速增长的负荷
需求，成为限制区域电网供电能力的制约性设备。动态增容技术是在输电线路上安装在线
监测装置，对导线状态和气象条件进行监测，在不突破现行技术规程规定的前提下，根据数
学模型计算出导线的最大允许载流量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路
的输送容量。

[0003] 如中国专利CN104330659B，公开日2017年2月15日，一种基于电缆传热模型的准动态增容方法，用于排管内部的电缆增容，包括以下步骤：1)根据电缆全线的工况，在瓶颈电
缆段建立数据采集系统，进行当日数据测量；2)根据数据采集系统当日测得的瓶颈电缆段
的数据，建立并以日为单位更新次日瓶颈电缆段的电缆传热模型；3)根据次日瓶颈电缆段
的电缆传热模型，估算瓶颈电缆段中待增容电缆次日的载流量，实现电缆增容。但其仅能够
更新次日电缆散热模型，估算次日载流量，不能根据环境变化实时动态增容。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是：目前缺乏动态增容技术的问题。提出了一种基于大数据技术的线路动态增容方法，本方法通过采集电缆运行及环境数据，实时动态确定线路
增容容量，更能够发挥电缆潜在容量，并能够提高电缆安全性。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于大数据技术的线路动态增容方法，包括以下步骤：A）建立电缆散热模型，获得电缆导体温度对电缆外护套温
度、环境温湿度和风速的函数F；B）沿目标电缆上设置温度监控器，监控目标电缆外护套温
度，沿目标电缆设置温湿度监控器和风速计，分别监控环境温湿度和风速，获得目标电缆的
环境温湿度、风速以及外护套温度，根据函数F获得此时目标电缆的导体温度，将导体温度
与环境温度、环境湿度、风速以及负荷关联，作为样本数据；C）重复步骤B）直至获得足够的
样本数据，将样本数据进行函数拟合，获得目标电缆的导体温度对负荷、环境温湿度及风速
的函数G；D）将目标电缆的实时环境温湿度及风速代入函数G，获得使得目标电缆的导体温
度等于上限值时的负荷，所述负荷作为目标电缆的实时环境温湿度及风速下，电缆的动态
最大负荷，所述动态最大负荷作为目标电缆的动态增容上限。通过建立电缆散热模型进行
试验，通过试验方法能够获得更准确的电缆散热模型，使得通过外护套温度、环境温湿度和
风速推断出的导体温度更准确，提高了电缆的安全性。电缆在使用中只要保证其温度不少
过上限值，上限值一般采用90度，即可保证电缆的安全，因而只要保证电缆的温度在安全范
围内，就可以进行增容。通过获得导体温度对负荷、环境温湿度及风速的函数G，能够直接根
据环境温湿度和风速计算使得电缆导体达到上限温度的负荷，即为负荷增容上限。

[0006] 作为优选，步骤A）中建立电缆散热模型的方法包括：A1）搭建电缆散热模拟设备，在模拟设备上模拟导体温度、环境温湿度和风速，并监测电缆外护套温度，获得模拟数据；
A2）当获得足够的模拟数据后，对模拟数据进行函数拟合，获得函数F。

[0007] 作为优选，步骤A1）中搭建的电缆散热模拟设备包括环境模拟箱、测试电缆、注液头、注液管、回液头、回液管、液箱、注液泵、流速计、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感
器、出口温度传感器、若干个护套温度传感器和控制器，所述测试电缆放置在环境模拟箱
内，所述测试电缆具有预设的长度L，所述测试电缆的两端裸露，所述测试电缆的导体中部
加工有通孔，加工通孔后的电缆导体壁厚记为σ，在加工工艺允许下，导体壁厚σ应尽可能
小，所述注液管一端与注液泵连接，注液泵与液箱连接，所述注液头将注液管与电缆导体一
端的通孔连通，所述回液头将回液管与电缆导体另一端的通孔连通，所述回液管与液箱连
接，所述流速计安装在注液头和测试电缆之间，检测测试电缆内液体流速，所述加热器安装
在液箱内，所述箱内温度传感器安装在液箱内，检测液箱内液体的温度，所述入口温度传感
器安装在注液头上，检测注液头内液体的温度，所述出口温度传感器安装在回液头上，检测
回液头内液体的温度，若干个护套温度传感器安装在测试电缆外护套上，检测外护套上的
温度，测试电缆两端均设有护套温度传感器，所述注液泵、加热器、箱内温度传感器、入口温
度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器均与控制器连接。使用加热到预设
温度的液体使电缆的导体温度达到预设温度，不用通过大电流加热导体，节省了能源，且提
高了安全性。将加热到预设温度的液体通入测试电缆，并维持一段时间，即可使电缆的温度
达到稳态，此时进行温度的检测即能够获得测试电缆的散热情况，进而获得电缆的散热模
型。通过流速计以及对注液泵的反馈控制，能够稳定液体的流速，减少试验的干扰和误差。

[0008] 作为优选，步骤A1）中搭建的电缆散热模拟设备还包括温度补偿器，所述温度补偿器安装在注液管上，所述温度补偿器包括壳体、补偿筒、滑塞、补偿弹簧、补液管、锁定头、前
置温度传感器、前端温度传感器和后端温度传感器，所述壳体安装在注液管上，所述补偿筒
安装在壳体内，所述补偿筒一端开口一端封闭，所述补偿筒开口端与注液管连通，所述滑塞
安装在补偿筒内，所述滑塞与补偿筒内壁抵接，所述补偿弹簧一端与滑塞固定连接，补偿弹
簧另一端与补偿筒封闭端固定连接，所述补液管一端连通筒靠近封闭端的部分，补液管另
一端与注液管连通，所述锁定头安装在补偿筒外壁，所述锁定头用于锁定及解锁滑塞，所述
补偿弹簧两端通过导线与电子开关K1和电源VT1连接，所述前置温度传感器安装在注液管
上，所述前置温度传感器位于补偿筒靠近注液泵的一侧，所述前端温度传感器安装在补偿
筒靠近注液管的位置，所述后端温度传感器安装在补偿筒靠近补液管的位置，所述电子开
关K1控制端、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器以及后端温度传感器均与控制器连
接。通过温度补偿器能够使液体温度更加均匀，提高电缆散热模型的准确度。通过对液箱内
的液体进行加热，使其达到预设的温度，由于加热器不可能加热每个部位的液体，导致液体
的温度存在分布不均匀的情况。但温度差异并不大，采用温度补偿器能够补偿温度分布的
不均匀。弹簧通电收缩，其收缩量与通过的电流大小有关。通过PWM方式控制电子开关K1闭
合的占空比，能够控制流过补偿弹簧的电流大小，进而控制补偿弹簧的收缩量，前端温度传
感器所在位置为低温液体，后端温度传感器所在位置为高温液体，补偿弹簧收缩量增大时，
会将高温液体压入注液管，反之，当补偿弹簧收缩量减小时，会将低温液体压入注液管，进
而补偿注液管内温度的分布不均匀性。将锁定头锁紧，使滑塞不能移动，锁定头可以使用电
磁锁、电动推杆等，而后给补偿弹簧通电，使补偿弹簧发热，实现加热后端温度传感器所在
位置的液体的作用。

[0009] 作为优选，所述锁定头包括锁定管、锁定块和锁定弹簧，所述锁定管安装在补偿筒上，所述锁定块与锁定管滑动连接，所述锁定弹簧一端与锁定块固定连接，锁定弹簧另一端
与锁定管固定连接，所述补偿筒开有用于锁定块通过的孔，所述锁定块位置与滑塞对应，所
述锁定弹簧两端通过导线与电子开关K2和电源VT2连接，所述电子开关K2控制端与控制器
连接。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比增加，使通过锁定弹簧的电流增大，锁定
弹簧收缩，此时锁定头解锁，滑塞可以移动，反之，当电子开关K1闭合的占空比减小，锁定弹
簧伸长，滑塞被锁紧无法移动。

[0010] 作为优选，所述环境模拟箱包括箱体、风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器、风速计和控制模块，所述箱体密闭，所述循环风道两端分别连接箱体
的两端，所述风扇、热风机以、冷风机、加湿器以及除湿器均安装在循环风道内，所述温湿度
传感器安装在箱体内，检测箱体内空气的温湿度，所述风速计安装在箱体内，所述风速计检
测箱体内空气的流速，所述风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器
以及风速计均与控制模块连接。环境模拟箱能够模拟环境温湿度和风速，提供贴近真实的
试验环境。

[0011] 作为优选，步骤A1）中获得模拟数据的方法包括：A11）使用加热器加热液箱中的液体，使其温度达到值T1，用于模拟电缆的导体的温度，开启注液泵，将温度为T1的液体注入
测试电缆，监测入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器的监测值；
A12）当护套温度传感器的值基本稳定时，表示测试电缆的温度已达稳态，此时读取测试电
缆靠近注液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套首端温度T1_s，读取测试电缆靠
近回液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套尾端温度T1_e，读取流速计监测值V，
由环境模拟箱读取环境温湿度和风速；A13）将导体温度T1、外护套首端温度T1_s、外护套尾
端温度T1_e、流速V、环境温湿度HT和风速W作为一组模拟数据，获得函数F时，电缆外护套温
度采用外护套首端温度T1_s。

[0012] 作为优选，所述电缆包括架空电缆和穿井电缆，步骤B）中，沿目标电缆上设置温度监控器包括红外温度监测器和热电偶温度监测器；所述红外温度监测器安装在塔架上，所
述红外温度监测器包括红外图像测温单元和通信模块，所述红外图像测温单元拍摄塔架两
侧电缆的红外图像并转换为温度分布图，红外图像测温单元与通信模块连接；所述热电偶
温度监测器包括控制单元、若干个热电偶温度检测单元和通信装置，若干个热电偶温度检
测单元沿目标电缆布置，检测目标电缆外护套温度，若干个所述热电偶温度检测单元均与
控制单元连接，所述控制单元与通信装置连接。红外温度监测器和热电偶温度监测器能够
监测电缆外护套的温度。

[0013] 作为优选，步骤D）包括：D1）沿目标电缆划分区段，同区段内的环境温湿度及风速基本相同，进而认为同区段内的电缆具有相同的导体温度；D2）周期性将目标电缆每个区段
对应的实时环境温湿度及风速代入函数G，获得使得目标电缆的导体温度等于上限值时的
负荷，将所述负荷作为该周期内目标电缆相应区段的动态最大负荷；D3）取目标电缆全部区
段的动态最大负荷中的最小值，作为目标电缆的动态增容上限。取目标电缆全部区段的动
态最大负荷中的最小值能够提高线缆的安全性。

[0014] 本发明的实质性效果是：通过建立电缆散热模型进行试验，通过试验方法能够获得更准确的电缆散热模型，使得通过外护套温度、环境温湿度和风速推断出的导体温度更
准确，提高了电缆的安全性；通过获得导体温度对负荷、环境温湿度及风速的函数G，能够直
接根据环境温湿度和风速计算使得电缆导体达到上限温度的负荷，即为负荷增容上限。

附图说明

[0015] 图1为实施例一动态增容方法流程图。

[0016] 图2为实施例一电缆散热模拟设备结构示意图。

[0017] 图3为实施例一测试电缆结构示意图。

[0018] 图4为实施例二温度补偿器结构示意图。

[0019] 其中：100、测试电缆，101、护套层，102、铠装层，103、内衬层，104、导体，105、绝缘层，200、管道，301、注液头，302、注液管，303、回液管，400、温度补偿器，401、补偿弹簧，402、
滑塞，403、补偿筒，404、锁定块，405、锁定弹簧，406、锁定管，407、补液管，408、壳体。

具体实施方式

[0020] 下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

[0021] 实施例一：

[0022] 一种基于大数据技术的线路动态增容方法，如图1所示，包括以下步骤：A）建立电缆散热模型，获得电缆导体104温度对电缆外护套温度、环境温湿度和风速的函数F。建立电
缆散热模型的方法包括：A1）搭建电缆散热模拟设备，在模拟设备上模拟导体104温度、环境
温湿度和风速，并监测电缆外护套温度，获得模拟数据；A2）当获得足够的模拟数据后，对模
拟数据进行函数拟合，获得函数F。步骤A1）中获得模拟数据的方法包括：A11）使用加热器加
热液箱中的液体，使其温度达到值T1，用于模拟电缆的导体104的温度，开启注液泵，将温度
为T1的液体注入测试电缆100，监测入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度
传感器的监测值；A12）当护套温度传感器的值基本稳定时，表示测试电缆100的温度已达稳
态，此时读取测试电缆100靠近注液头301一端位置的护套温度传感器的值记为外护套首端
温度T1_s，读取测试电缆100靠近回液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套尾端
温度T1_e，读取流速计监测值V，由环境模拟箱读取环境温湿度和风速；A13）将导体104温度
T1、外护套首端温度T1_s、外护套尾端温度T1_e、流速V、环境温湿度HT和风速W作为一组模
拟数据，获得函数F时，电缆外护套温度采用外护套首端温度T1_s。

[0023] B）沿目标电缆上设置温度监控器，监控目标电缆外护套温度，沿目标电缆设置温湿度监控器和风速计，分别监控环境温湿度和风速，获得目标电缆的环境温湿度、风速以及
外护套温度，根据函数F获得此时目标电缆的导体104温度，将导体104温度与环境温度、环
境湿度、风速以及负荷关联，作为样本数据。电缆包括架空电缆和穿井电缆，穿井电缆包括
位于电缆管道200内的若干根并排的电缆，沿目标电缆上设置温度监控器包括红外温度监
测器和热电偶温度监测器；红外温度监测器安装在塔架上，红外温度监测器包括红外图像
测温单元和通信模块，红外图像测温单元拍摄塔架两侧电缆的红外图像并转换为温度分布
图，红外图像测温单元与通信模块连接；热电偶温度监测器包括控制单元、若干个热电偶温
度检测单元和通信装置，若干个热电偶温度检测单元沿目标电缆布置，检测目标电缆外护
套温度，若干个热电偶温度检测单元均与控制单元连接，控制单元与通信装置连接。红外温
度监测器和热电偶温度监测器能够监测电缆外护套的温度。

[0024] C）重复步骤B）直至获得足够的样本数据，将样本数据进行函数拟合，获得目标电缆的导体104温度对负荷、环境温湿度及风速的函数G。

[0025] D）将目标电缆的实时环境温湿度及风速代入函数G，获得使得目标电缆的导体104温度等于上限值时的负荷，负荷作为目标电缆的实时环境温湿度及风速下，电缆的动态最
大负荷，动态最大负荷作为目标电缆的动态增容上限。具体包括：D1）沿目标电缆划分区段，
同区段内的环境温湿度及风速基本相同，进而认为同区段内的电缆具有相同的导体104温
度；D2）周期性将目标电缆每个区段对应的实时环境温湿度及风速代入函数G，获得使得目
标电缆的导体104温度等于上限值时的负荷，将负荷作为该周期内目标电缆相应区段的动
态最大负荷；D3）取目标电缆全部区段的动态最大负荷中的最小值，作为目标电缆的动态增
容上限。取目标电缆全部区段的动态最大负荷中的最小值能够提高线缆的安全性。

[0026] 如图2、图3所示，搭建的电缆散热模拟设备包括环境模拟箱、测试电缆100、注液头301、注液管302、回液头、回液管303、液箱、注液泵、流速计、加热器、箱内温度传感器、入口
温度传感器、出口温度传感器、若干个护套温度传感器和控制器，测试电缆100放置在环境
模拟箱内，测试电缆100具有预设的长度L，测试电缆100由外至内依次为护套层101、铠装层
102、内衬层103和若干个覆盖有绝缘层105的导体104，测试电缆100的两端裸露，测试电缆
100的导体104中部加工有通孔，加工通孔后的电缆导体104壁厚记为σ，在加工工艺允许下，
导体104壁厚σ应尽可能小，注液管302一端与注液泵连接，注液泵与液箱连接，注液头301将
注液管302与电缆导体104一端的通孔连通，回液头将回液管303与电缆导体104另一端的通
孔连通，回液管303与液箱连接，流速计安装在注液头301和测试电缆100之间，检测测试电
缆100内液体流速，加热器安装在液箱内，箱内温度传感器安装在液箱内，检测液箱内液体
的温度，入口温度传感器安装在注液头301上，检测注液头301内液体的温度，出口温度传感
器安装在回液头上，检测回液头内液体的温度，若干个护套温度传感器安装在测试电缆100
外护套上，检测外护套上的温度，测试电缆100两端均设有护套温度传感器，注液泵、加热
器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器均与控
制器连接。使用加热到预设温度的液体使电缆的导体104温度达到预设温度，不用通过大电
流加热导体104，节省了能源，且提高了安全性。将加热到预设温度的液体通入测试电缆
100，并维持一段时间，即可使电缆的温度达到稳态，此时进行温度的检测即能够获得测试
电缆100的散热情况，进而获得电缆的散热模型。通过流速计以及对注液泵的反馈控制，能
够稳定液体的流速，减少试验的干扰和误差。

[0027] 环境模拟箱包括箱体、风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器、风速计和控制模块，箱体密闭，循环风道两端分别连接箱体的两端，风扇、热风机以、
冷风机、加湿器以及除湿器均安装在循环风道内，温湿度传感器安装在箱体内，检测箱体内
空气的温湿度，风速计安装在箱体内，风速计检测箱体内空气的流速，风扇、循环风道、热风
机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器以及风速计均与控制模块连接。环境模拟箱能够
模拟环境温湿度和风速，提供贴近真实的试验环境。

[0028] 本实施例的有益技术效果是：通过建立电缆散热模型进行试验，通过试验方法能够获得更准确的电缆散热模型，使得通过外护套温度、环境温湿度和风速推断出的导体104
温度更准确，提高了电缆的安全性；通过获得导体104温度对负荷、环境温湿度及风速的函
数G，能够直接根据环境温湿度和风速计算使得电缆导体104达到上限温度的负荷，即为负
荷增容上限。

[0029] 实施例二：

[0030] 一种基于大数据技术的线路动态增容方法，步骤A1）中搭建的电缆散热模拟设备还包括温度补偿器400，温度补偿器400安装在注液管302上，如图4所示，温度补偿器400包
括壳体408、补偿筒403、滑塞402、补偿弹簧401、补液管407、锁定头、前置温度传感器、前端
温度传感器和后端温度传感器，壳体408安装在注液管302上，补偿筒403安装在壳体408内，
补偿筒403一端开口一端封闭，补偿筒403开口端与注液管302连通，滑塞402安装在补偿筒
403内，滑塞402与补偿筒403内壁抵接，补偿弹簧401一端与滑塞402固定连接，补偿弹簧401
另一端与补偿筒403封闭端固定连接，补液管407一端连通筒靠近封闭端的部分，补液管407
另一端与注液管302连通，锁定头安装在补偿筒403外壁，锁定头用于锁定及解锁滑塞402，
补偿弹簧401两端通过导线与电子开关K1和电源VT1连接，前置温度传感器安装在注液管
302上，前置温度传感器位于补偿筒403靠近注液泵的一侧，前端温度传感器安装在补偿筒
403靠近注液管302的位置，后端温度传感器安装在补偿筒403靠近补液管407的位置，电子
开关K1控制端、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器以及后端温度传感器均与控制器
连接。

[0031] 锁定头包括锁定管406、锁定块404和锁定弹簧405，锁定管406安装在补偿筒403上，锁定块404与锁定管406滑动连接，锁定弹簧405一端与锁定块404固定连接，锁定弹簧
405另一端与锁定管406固定连接，补偿筒403开有用于锁定块404通过的孔，锁定块404位置
与滑塞402对应，锁定弹簧405两端通过导线与电子开关K2和电源VT2连接，电子开关K2控制
端与控制器连接。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比增加，使通过锁定弹簧405的
电流增大，锁定弹簧405收缩，此时锁定头解锁，滑塞402可以移动，反之，当电子开关K1闭合
的占空比减小，锁定弹簧405伸长，滑塞402被锁紧无法移动。本实施例通过温度补偿器400
能够使液体温度更加均匀，提高电缆散热模型的准确度。通过对液箱内的液体进行加热，使
其达到预设的温度，由于加热器不可能加热每个部位的液体，导致液体的温度存在分布不
均匀的情况。但温度差异并不大，采用温度补偿器400能够补偿温度分布的不均匀。弹簧通
电收缩，其收缩量与通过的电流大小有关。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比，能
够控制流过补偿弹簧401的电流大小，进而控制补偿弹簧401的收缩量，前端温度传感器所
在位置为低温液体，后端温度传感器所在位置为高温液体，补偿弹簧401收缩量增大时，会
将高温液体压入注液管302，反之，当补偿弹簧401收缩量减小时，会将低温液体压入注液管
302，进而补偿注液管302内温度的分布不均匀性。将锁定头锁紧，使滑塞402不能移动，锁定
头可以使用电磁锁、电动推杆等，而后给补偿弹簧401通电，使补偿弹簧401发热，实现加热
后端温度传感器所在位置的液体的作用。本实施例可以与实施例一共同实施。

[0032] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。