［摘 要］ 经研究发现，通过改变电缆桥架的研发设计及加工工艺，可突出其结构节能的特点，在保障产品支撑、管理、规范电缆等基本功能的同时，使其附加了减少线损、减轻产品重量而不降低承载力等优质功能，有利于节能环保。

［关键词］ 节能；电缆桥架；通风散热

节能、降耗、环保是当代社会发展的必然趋势，提高电能利用率、降低碳排放是世界电力行业、主要用能单位面临的共同课题，而降低电路线损是提高用能的重要途径。以电厂为例，日本电厂发电后电能利用率最高为57%，美国为51%，我国约为40%。2013 年上半年，我国发电量为24342 亿kW，若提高1% 的电能利用率，则相当于每年节约电能近487 亿kW·h，相当于节约165 万t 标准煤。

电缆桥架作为支撑、保护和管理电缆的定制标准化产品，贯穿于电厂发电端与用户终端，除管理规范线路外，电缆桥梁还有减小电路线损的功能。发达国家电缆桥架的应用已有70 多年的历史，而国内市场应用则为30 年左右，特别是近十几年迅速普及，被广泛应用于电力、石化、轨道交通、通讯、冶金和机械制造等行业。通过对市场电厂、冶金、石化等用电大户终端企业调研，电能线损大已经成为行业的关注点。1 节能电缆桥架的原理研究节能电缆桥架，首先要明确电缆在桥架支撑下的能耗组成：电磁产生的电缆能损和升温带来的电缆线路的能损，前者是主要的，无功功率造成的，目前还没有好的解决途径；后者带来的能损，目前可以通过设计，改变电缆桥架的结构，降低能损。

1.1 线损的计算方法

线损计算是降损节能，加强线损管理的一项重要的技术管理手段。总所周知，输电线路损耗是当负荷电流通过线路时，在线路电阻上产生的功率损耗。其计算公式为ΔP=I 2R，式中：ΔP 为损失功率；I 为负荷电流；R 为导线电阻。导线电阻R 不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值随导线温度的变化而变化。铜铝导线电阻温度系数a 为0.004。在有关技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的；且负载电流通过导线电阻时发热，又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值随环境、温度和负荷电流的变化而变化。为了简化计算，通常把导线电阻分为三个分量考虑：（1）基本电阻20℃时的导线电阻值R20；（2）温度附加电阻Rt；（3）负载电流附加电阻Rl。线路实际电阻为：R=R20+Rt+Rl。由线损计算公式分析，降低输电线路工作时导线温度的升高，是减少线损的有效途径。下面以60 kW 机组为例，内部电压U=1.5-2.0万V，输送电流I=60 A，电厂内部选用35 mm2 铜芯高压电缆，总长度约为45 km，以户外温度为20 ℃为参照，电缆自身温度值升高4℃，计算因电缆温度升高造成线损的增加量：ΔW=I 2ΔRt=1.92 kW。电缆因温度上升线路损耗比例系数为：1.92/60=0.032=3.2%。

通过以上计算发现，电缆温度升高对线路损耗影响相当大。降低电缆工作温度，减少电缆阻值上升，是降低线路损耗、提高电能利用率的有效途径。这对承载、保护、管理电缆的载体电缆桥架提出了明确的要求和研究方向。1.2 节能电缆桥架的设计原理
针对电缆桥架线损特点，通过改变自身结构，可使桥架内外自然循环通风，有效降低线路损耗。
（1）通过改变冲压工艺，桥架底面布满纵、横加强筋，每个加强筋底部冲有倒锥形椭圆散热孔，减少电缆与桥架的接触面积，增大了桥架表面散热面积。桥架底面通风孔面积占底面的10.17%，与电缆接触面积减少38%，最大程度提高了桥架自身的散热功能。
（2）桥架侧面科学设计有2~3 排散热通风孔，电缆桥架内部的热气通过侧面通气孔快速排出；当风通过底部扩散状通风孔吹入桥架内时，将直吹风向四周发散，与桥架两侧面通风孔形成循环通风系统，使桥架内外空气循环畅通，热量快速散发，有效降低电缆温度，进而减少电缆阻值上升，达到减少线路损耗的目的（图1,2）。从图1 可以看出新型节能电缆桥架通风散热的原理，同时通过与图2 的设计原理比较可以尹晓普：节能型电缆桥架设计原理及应用看到，目前国内外其他桥架的通风散热系统还不够完善，外部空气仅能直吹电缆的露出部分，不能使电缆所产生的热量充分散发，功能性不强。
2 节能电缆桥架的效果与特点
2.1 节能电缆桥架的效果
节能型电缆桥架，是目前国内外市场上循环通风散热系统最完善的电缆桥架产品，根据有关部门检测结果可知，节能型电缆桥架较普通电缆桥架有效降低电缆工作线损3.11%，即比普通电缆桥架节能3.11%，远高于节能效率超过0.8% 的国家标准。2.2 节能电缆桥架的特点
（1）桥架内外空气循环使热量散发迅速，有效降低电缆温度，减少电缆阻值上升，减少线路损耗。
（2）桥架通过设计增加加强筋，提高了桥架的承载力，比同料厚产品增加承载力1.5 倍，在电缆节能的同时，节省了材料。
（3）可延缓电缆绝缘层老化，延长电缆使用寿命，减少用电事故的发生。
3 结束语
为推动现代装备事业战略和生态文明建设战略发展的当代中国，需要高质量、高性能、低能耗、低污染的先进制造业和技术领先、节能降耗的优质产品来支撑，这也是提升现代装备事业发展的必要条件。

节能电缆桥架通过研发设计、改变加工工艺，突出其结构节能的特点，在保障产品具备支撑、管理、规范电缆等基本功能的同时，使其附加了减少线损、减轻产品重量而不降低承载力等优质功能，将为我国实施现代装备事业战略、生态文明建设战略做出一定贡献。