電線電纜產品按用途主要分為:電力電纜、架空電纜、通訊電纜及光纜等四大類。
電線電纜專用樹脂包括電纜絕緣料和電纜護套料,所用原料主要有聚乙烯和聚氯乙烯?,F在,國內6kV級以上電力電纜已全部采用聚乙烯交聯(lián)絕緣料;1kV以下的低壓電纜則以聚氯乙烯絕緣和聚氯乙烯護套為主,但由于聚氯乙烯穩(wěn)定性及電絕緣性較差,因此,正在愈來愈多地被聚乙烯取代;通訊電纜一般以高密度聚乙烯做絕緣層,以線性低密度聚乙烯做護套層;光纜則主要是用高密度聚乙烯和中密度聚乙烯做為護套料。
進入20世紀90年代中期,我國繼美國、日本之后已成為世界第三大電線電纜生產國。有關專家預測,未來幾年隨著城市電網改造以及西部開發(fā)“西電東送”的實施,我國電線電纜產量會超過日本,成為世界第二大電線電纜生產國。
目前,我國共有電線電纜制造企業(yè)3000多家,其中以小企業(yè)居多,主要集中在東南沿海省份。從調研的情況看,大多數電纜廠既生產電力電纜,也生產通訊電纜和光纜。2011年,我國聚乙烯電纜料的總需求量為180~185kt。目前我國電纜料的生產大體可以分為幾種情況:一是化工行業(yè)企業(yè)生產。代表性的企業(yè)為上?;S、北京燕山石化、大慶石油化工等企業(yè),他們都有電纜料產品,在國內有自己的市場份額。
另一種是電纜廠自己生產電纜料,基本是以本企業(yè)自給自足為目的,也有少量外銷,這類企業(yè)很多。鄭州電纜廠、北京電纜廠、河北永進電纜集團及天津安琪爾集團有限公司等均有自己的電纜料生產車間。
第三種是專業(yè)的電纜料生產企業(yè)生產。
近幾年來,我國電纜料生產企業(yè)有了很大的發(fā)展,特別是一些民營企業(yè),在生產規(guī)模、產品結構調整及新產品開發(fā)上順應市場需求,有很大的提高。在高壓電纜料方面,依然是一些國際知名公司占據著電纜料的國內市場。
1.1電力電纜用絕緣料
(1)電力電纜
我國電力電纜按耐壓等級主要分為三類:即1kV低壓電纜,10~35kV高壓電纜,110kV及以上超高壓電纜。其中,需求量最大的是1~35kV電纜。我國交聯(lián)電力電纜生產線已超過100多條,其中三分之一可以生產高壓交聯(lián)電纜。
電力電纜是電纜料的巨大用戶,有2/3的電纜料生產企業(yè)生產電力電纜絕緣料。
用于城鄉(xiāng)電網“兩網’改造的電力電纜,近兩年來市場形勢持續(xù)看好,6~35kV中壓電纜年需求有可能達到3.5萬km左右。而110kV超高壓電纜有可能達到800km左右。在國外10kV交聯(lián)電纜為600mm,220kV交聯(lián)電纜為1000mm,而我國10kV電纜的供貨規(guī)格較小,截面積為150mm,以3芯150mm為代表規(guī)格核算,則每公里電纜約需絕緣和半導電屏蔽料為1.1t,其中絕緣料為800kg,內半導電屏蔽料為90kg,外半導電屏蔽料為210kg。
我國電網發(fā)電需大量應用1~10kV架空絕緣電纜,數量多達數萬公里,每年需耗用硅燒和輻照交聯(lián)聚乙烯產品數千噸。低壓電纜主要用硅燒交聯(lián)聚乙烯料,硅燒交聯(lián)聚乙烯料目前的情況是供大于求,年產量約為5萬km。比較大的生產企業(yè)一條生產線就具有年生產7000t的能力。
可交聯(lián)聚乙烯在我國電力電纜生產中是主要的絕緣材料,目前中壓電纜(10kV級)用可交聯(lián)料國內可以自給,年用量大致為18000~22000t。此外,我國目前內半導電屏蔽料的需求約為2200t,外半導電屏蔽料的需求為5000t。
我國目前高壓電纜用可交聯(lián)料基本全部進口,用量大致為每年1500~2000t。目前國際上電纜絕緣料已形成幾個大集團,如大家熟知的美國聯(lián)炭、北歐化工這些集團都有雄厚的資金和技術力量。國內各電纜企業(yè)和電纜料企業(yè),目前還屬于分散經營狀態(tài),不能形成大企業(yè)和大集團,在市場的劇烈競爭中面臨困境。從目前國產的35kV及以下中壓電纜絕緣料和屏蔽料來看,穩(wěn)定性差,質量沒有保證口從企業(yè)的裝備水平看,很多電纜料企業(yè)缺乏技術和檢測手段,有些廠沒有流變特性測量設備,沒有絕緣料水份測試設備,沒有雜質檢測設備。在國外這些都是最起碼的檢測裝置。國外的大公司均有紅外分光光度儀、質譜儀等絕緣結構分析設備,均具備如熱差掃描分析設備,用以檢驗絕緣料的理化性能,有些大公司還有大型高倍電子顯微鏡等微觀分析設備,備有各種新技術新配方。應該說,如果我國電纜料生產企業(yè)的產品進入110kV高壓電纜絕緣料領域,就是進入了電纜料行業(yè)的高新科技領域了。我國目前110kV電纜的需求約500km/年,今年可達800km/年,每公里電纜需超凈絕緣料約2.5t,有較好的技術經濟效益。如果國內某些具備較好基礎的絕緣料廠和國外大公司合資經營,利用國外的技術和資金開發(fā)生產超高壓電纜料,是有可能加快實現中高壓絕緣料的國產化進程的。
2010年,我國電力電纜及架空絕緣電纜所需的聚乙烯電纜料約為73kt。由于目前我國正值城鄉(xiāng)電網改造的高峰期,對交聯(lián)電力電纜的需求也接近高峰,因此,未來2~3年內電纜料需求總量不會有太大增長。但考慮到低壓聚乙烯電纜絕緣料取代聚氯乙烯進程將加快,因此,未來幾年國內聚乙烯電力電纜料總需求量仍會有所增長,估計增長率在8%~10%。
?、?kV低壓電纜
1kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜制造廠家眾多,多數為小廠。目前,國內1kV級的電力電纜90%以上仍采用聚氯乙烯絕緣料。歐美等發(fā)達國家已于20世紀80年代初禁止在高大建筑及公共場所中使用聚氯乙烯絕緣電纜。我國早在十多年前開始的城市電網改造中將大量使用硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜,國內一些較大的供電局(如上海、北京、天津)已明文規(guī)定不再在配電網中采用聚氯乙烯塑力纜。因此,低壓硅烷交聯(lián)電纜的需求量將有較大增長。
?、?0~35kV高壓電纜
國內10~35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的生產能力很大,生產線在100條以上,基本上是化學交聯(lián)法生產。
③110kV及以上超高壓電纜
國內現有110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜生產線29條,年生產能力為4000km.1999年因城市電網改造,110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜年產量一躍而達800km,今后幾年將穩(wěn)定要每年1000km左右。國內110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜用絕緣料目前全部進口。護套材料國內供貨已無障礙,一般采用符合GB15065-1994中的GH型黑色高密度聚乙烯護套料。目前,110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜料的需求量約為1kt.
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架空電纜分為1kV和10kV兩類,10kV架空電纜主要使用交聯(lián)聚乙烯絕緣料,1kV架空電纜以聚氯乙烯為主。全國現有約150家10kV架空電纜生產廠,多數采用化學交聯(lián)方式生產。2011年架空聚乙烯電纜料需求量約為20kt。
(2)通訊電纜
20世紀80年代末以來隨著國內市話網的建設,通訊電纜制造業(yè)迅速膨脹,迄今共引進生產線230條,線速在600~2000m/min不等,加上國內生產線400多條,生產能力已超過9000萬對公里,生產能力已過剩。
我國通訊電纜市場消費量為7000萬對公里,加上80萬箱(4對)高速數據傳輸電纜,通訊電纜絕緣料的總消費量約為49kt。通訊電纜護套以每萬對公里用料5t計算,通訊電纜護套料市場需求量約為35kt。
目前我國通訊電纜絕緣及護套共需聚乙烯電纜料約84kt。未來幾年,隨著市話電纜逐漸被光纜替代,普通通訊聚乙烯電纜料市場需求也將會逐步減少,但高速數據傳輸電纜料將會不斷增加。
(3)光纜護套
我國光纜建設正處于快速發(fā)展期。全國現有200多家光纜生產廠,2011年全國光纜需求量為41萬光纜皮長公里。以每公里用聚乙烯護套料80kg計算,2011年我國光纜護套料的需求量約35kt。目前,光纜護套料主要由國內生產供應。
1.2電氣裝備線用絕緣料
在各類工程建設中,阻燃電纜的用量逐步增加,耐火電纜也列入消防規(guī)范之一,電力電纜、控制電纜、信號電纜、儀器儀表電纜、計算機電纜、熱電偶電纜等,均要求阻燃,近幾年已有部分地區(qū)的消防部門要求使用元鹵阻燃材料,因而低煙元鹵材料是發(fā)展方向。當前用量較大的是低煙元鹵熱塑性護套料,少量用可交聯(lián)型護套料。此外有一些要求高的工程,電纜絕緣要求用可交聯(lián)低煙元鹵材料。目前低煙元鹵護套料絕大部分為進口料,其國產化要求依然是國內電纜料生產企業(yè)應研究的課題,估計近期年用量可達1000t左右。電氣裝備用電線電纜由于使用范圍較廣,用戶對裝備線的要求五花八門,用戶的使用要求百分之百的轉嫁到對電纜料的要求上來。
(1)機械性電機引接電纜、汽車低壓電纜、機車車輛電線、石油平臺用電纜等,性能要求各有差異,如抗張強度、斷裂伸長率等?!?br /> (2)阻燃性能包括阻燃或非阻燃、含鹵或無鹵、煙密度等?!?br /> (3)絕緣性能包括老化溫度和指標、絕緣厚度、體積電阻系數等。
(4)工藝性能包括易撕裂、易剝性能等?!?br /> (5)抗斷裂性在十分惡劣的礦井工作條件下,礦用電纜均要求外絕緣層具有一定機械強度?!?br /> (6)其他性能包括耐刮性能、耐油性能、超薄等。
這些指標相互制約,不能用一個牌號滿足全部產品要求,實際上也沒有全能牌號。這類電線電纜的溫度等級可考慮90℃、105℃、125℃、135℃、150℃五級。化學性能側重于提高耐油性能,機械性能側重于提高斷裂伸長率和保持適當抗張強度,工藝性能側重于提高出膠量并保證表面光潔,此外超薄絕緣電線電纜料,應控制其雜質,提高耐刮性能?!?br /> 在市場預測方面,從歷年的統(tǒng)計數字來分析,以電機引接電線來計算,當年產量達到2000km時,年消能電纜料其他用途的裝備線由于過于繁雜,元法預測市場需求。
1.3半導電屏蔽材料
半導電屏蔽材料是中、高壓電力電纜必須的配套材料,最初認為半導電層屏蔽層起到均勻電場的作用,長期運行經驗說明半導電屏蔽對電纜使用壽命有較大關系,例如屏蔽的光潔性、屏蔽與絕緣的粘結、雜質的遷移。
這些對電纜有潛伏性影響。國外高壓和超高壓交聯(lián)電纜用半導電屏蔽料指標要求很高,國內技術不過關,目前依賴進口。就10kV電力電纜用屏蔽料而言,國產料的性能和工藝也并不很理想。內外屏蔽料與絕緣料用量的比例大致為400:100,估計我國屏蔽料年用量為8000~10000t。
伴熱電纜(也有稱自控溫電熱帶)屬另二個產品領域,國內基本沒有生產,主要原因是正溫度系數電熱材料(也稱PTCR效應)國內沒有供應,產品完全依賴進口。這類產品和材料的利潤十分豐厚,期望不久的將來能實現國產化。
2.2011年電纜料行業(yè)的預測
預測當前我國國內電纜工業(yè)(電力電纜、裝備線、通訊電纜)消耗塑料總量約為30t/年,其中聚乙烯電纜料約為16t,包括絕緣、護套、阻燃料,共占60%;其余主要為聚乙烯電纜料,包括絕緣、護套及全部可交聯(lián)聚乙烯料。預測201年可交聯(lián)料和低煙無鹵阻燃材料會有較大的增長。
2.1我國電纜料行業(yè)尚待開發(fā)的產品
(1)半導電扎緊帶國家標準規(guī)定超過500mm2的電纜導體外應有半導電扎緊帶,其目的是扎緊導體防止導體在加工過程中松開使電纜擦傷和損壞模具,又可避免半導電層嵌入大截面導體,這種結構供電局等用戶也很歡迎,絕緣可從導體上很方便的剝切下來,最近生產的阻水電纜中還希望該扎緊帶有阻水功能,在中壓電纜中將有較好的市場價格。
(2)導體阻水材料1EC60502一97中已提供了縱向阻水電纜的試驗方法,生產導體阻水電纜。國內已有鄭州、沈陽等地可生產阻水膨脹紗用于導體的阻水。該產品也可用于鋁芯架空絕緣線的導體進水后的腐蝕,具有廣闊的市場。
(3)超光滑內半導電料在國標中對低壓電纜可以采用可塑半導電料代替導電交聯(lián)料,對于高壓電纜應采用交聯(lián)型超光滑料,國內尚不能生產。
(4)三芯電纜填充料大截面電纜用填充料國內生產企業(yè)反映太硬。
(5)PE護套外石墨導電涂層國內已能生產PVC護套外石墨導電涂層,導電性能好,但對于PE護套,國內尚不能生產導電涂層材料。
(6)元鹵阻燃電纜隔離層雖然由于防火的要求,阻燃電纜需求量大,元鹵電纜也在生產,但由于無鹵電纜料成本高,在我國依然是有鹵阻燃電纜居多,近年有些單位生產了隔氧層電纜,應用于油田中。在電纜中電纜隔離層改為阻燃劑含量很高的隔火層,可通過A、B類防火試驗。但外隔離層要求有足夠的機械性能,又要阻燃。目前國內可生產此類的元鹵阻燃電纜隔離層的企業(yè)尚不多。
(7)耐油料普通PVC電纜料不耐油,但用于機床、汽車、制造加工的機器內部必須耐油,目前有些企業(yè)生產了耐油PVC料,可惜缺乏市場宣傳,許多用戶不知道。
(8)亞光材料目前,室內信息化辦公用的設備需要一種外觀和手感似皮革柔軟亞光的電線,這就必須使用亞光材料,國內是使用微交聯(lián)PVC在配方中增加可產生亞光效果的增塑劑,但生產企業(yè)還是不多。
(9)輻照交聯(lián)電纜料輻照PVC電料在我國使用不多,但近幾年發(fā)生了變化,一是汽車行業(yè)要求使用輻照PVC電料;二是交聯(lián)電纜在建筑上的應用逐漸增多。電纜、料生產企業(yè)要多開發(fā)出這些產品。
世界知名電纜料生產企業(yè)先進產品介紹
(1)美國聯(lián)信尼龍----6,品名是CERON8224HSL,聯(lián)信名牌產品,獲UL認證,這種材料制成聚乙烯護套線在建筑、電器、汽車行業(yè)獲得廣泛應用,這種電線在美國型號THWN,中國型號是BVN,性能比BV好絕緣薄、壽命長。
(2)北歐公司的產品“Cask?!滦驮u低煙阻燃電纜,總體性能化一般氫氧化鋁材料好,用于建筑、電器、安裝線。
(3)挪威ECC公司所生產的元鹵低煙阻燃電纜料,色譜全,電纜料符合EIA、RAL、IEE、BS標準還有一些很有發(fā)展前途的電纜料:聚氯乙烯用紫外線收劑、交聯(lián)電纜用抗氧化劑、交聯(lián)電纜用抗氧化劑、金屬去活劑、防鼠劑等,這些電纜料不用另加添加劑直接可以用于擠出。
(4)REm-uNK是美國聯(lián)炭公司推出的全新低成本交聯(lián)聚乙烯電纜料,屬共聚法硅炕交聯(lián)聚乙烯系列材料,使用時AB料先混合的重量比例為1:1,由于二種材料的顆粒形狀相同和比重相等,因此也可采用等容積比例相混合,免去稱重工序。這種材料的儲存期很長,據介紹在正常條件下可放5年之久,即使開包后的剩料,只要很好保存,存放數天甚至十天,還可繼續(xù)使用。工藝方面的先期交聯(lián)問題可完全消除,售價有所降低,特別推薦用于低壓電力電纜、控制電纜、儀器儀表電纜等產品。
(5)CAI3LmAM依索拉公司專利產品,是單面補強金云母帶,并用耐熱粘合劑浸潰而成。按其補強材料不同分二種型號,制成的耐火電纜能通過BS6378750C3h噴水耐火試驗、DIN41021011C90min燃燒試驗標準。
(6)漢納威爾遜(上海)公司推出的特色產品是各類色母料。色母料的色譜和種類俱全。聚乙烯用色母料可符合EIA、中國機械資訊網YbHG6hRAL、IEC和3氫等標準。其他電纜料和工程用塑料如:PVC、PP、EVA、XLPE、PB、TT、PU、PA等,均有專用色母料牌號。另外很有發(fā)展前途的一大類產品是加有功能性助劑的各種用途的母料,如聚氯乙烯用紫外吸收劑、交聯(lián)聚乙烯用抗氧劑、聚乙烯用抗氧劑、聚,烯短用紫外防護劑、金屬去活劑(也稱純化劑)、泡沫絕緣成核劑、’EVA為載體的紫外穩(wěn)定劑、TPLJm紫外防護劑、聚燃燒用阻燃劑(含鹵)、TPU用阻燃劑、防鼠咬劑、抗菌劑等等。