电气装备用线缆领域现状与发展分析(2)
（接上期）
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（4）汽车用电线电缆：汽车用电线的生产和实验标准既有国际标准，也有汽车主机厂的日标电线、德标电线、美标电线等国家标准及大众、现代等公司的内控标准。近年来，我国汽车电线电缆无论产品数量、品种和质量都跃升到一个新台阶。但同国外发达国家相比，国内技术还存在一定差距。汽车线用绝缘料有PVC、PP、XLPE、硅橡胶、氟橡胶、各类热塑性弹性体、氟塑料等。国内自主供应的主要为 TIPVC、PVC和T3 XLPE。近年来国产的FEP、硅橡胶已经可以应用在汽车电线上。汽车电线的主要生产装备如多头拉丝机，主要还是依赖进口。大量高档用途的线缆产品如要求较高的特种线缆、新型电缆，尚需进口。在汽车线缆产品加工手段上，整体水平和国外存在差距，且质量稳定、有一定规模的企业不多。由于汽车线行业有主机厂认可制度，因此很多特殊的汽车电缆必须进口。国内汽车线束市场主要被外资或合资企业、大型自主品牌整车厂自己的线束厂占据，也有少量国内自主品牌线束企业。
目前，随着国家对于节能减排的更加重视，提高有效乘用空间、汽车线束产品轻量化成为未来发展的重要方向。如：为了解决有效乘用空间和布线空间之间日益增长的矛盾，汽车内布线也在打破传统力式，布线空间越发紧凑，新型电线、薄壁电线成为当今汽车电线电缆的主流。利用铝导线代替铜导线也正逐渐成为趋势。2018年7月1日起实施强制标准《乘用车内气质量评价指南》，汽车电线的低挥发性有机物（VOC）、低气味的要求将更加严格，意味着对电线材料提出了新要求。由于新能源汽车线束（高压部分）使用的是耐压600V以上的线缆，随着传输电流的增大以及整车电子EMC等方面的考虑，也要求线缆具备良好的电磁兼容性。随着汽车智能网联化的发展，智能汽车配备的车内数据网路系统、车载信息娱乐系统、驾驶安全系统和自动驾驶系统均需要高速传输的支撑，电线束的功能由普通信号传递扩展到高速数据传递。各类对称电缆、同轴电缆、光缆用量开始增加。
（5）航空航天用电线电缆：航空航天低频导线主要应用在飞机、航天器等型号的电气系统、控制系统、供配电系统中实现信号的传输和控制以及电能的传输。目前主要包含两大类，一类是 X-ETFE绝缘挤出线，一类是聚酰亚胺复合绝缘绕包线。X-ETFE绝缘挤出线除大截面及铝导体外基本可以实现国产化。聚酰亚胺复合绝缘绕包线，满足 SAE AS22759/87-92单篇规范以及 NEMA WC27500要求的产品目前已经能实现国产化。国内各厂商正在探索、开发如光滑型聚酰亚胺复合绝缘线等高要求应用场合的需求。
国内外航空航天射频同轴电缆由美国公司占据了大部分市场。国内航空航天射频同轴电缆的研发生产企业，已介入高端的稳相低损耗同轴电缆的研制开发。
随着近年来国内通信技术的发展，主要航空航天高速传输线缆，如1553B数据总线、以太网线等，均逐步实现了国产化。但对于传输速率更高、使用位置较为关键的部位，其使用线缆仍然采用进口方式，如1394B数据电缆。
航空航天光缆用于替代传统电缆实现高速信号传输，已经在国内外军民用航空航天系统中得到了大量应用。这类技术一直由国外公司垄断，产品价格昂贵且存在禁运的风险。国内航空光缆产品的研发生产单位已经逐步开发出了单芯和多芯航空光缆，并得到了应用。但在部分高端产品上，例如宽温域环境下使用的光缆、极小弯曲半径敷设的光纤产品，目前仍以进口为主。耐辐照、耐高温光纤关键技术长期掌握在国外厂家手里，如单、多模耐辐照光纤和国外技术水平相比还有较大差距。航天环境下使用的光缆产品，国内尚未实现批量化应用，在市场上也采购不到该类产品。
目前国内航空航天线缆所用绝缘材料、护套材料大部分为耐高温塑料，如聚酰亚胺（PI）及其复合薄膜材料；氟塑料包括交联乙烯-四氟乙烯共聚物（X-ETFE）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟乙丙烯（FEP）和可熔性聚四氟乙烯（PFA）等。虽然国内厂家已经研发出部分替代进口的材料，但大部分由于性能差异不得不进口。如：国产的FEP在大截面导线应用时抗应力开裂难达标：PTFE生料带机械强度、UV对比度等指标较差；EPTFE膜强度、孔隙、厚度等均匀性稳定性不如进口产品；国产化X-ETFE产品尚在应用验证中；PTFE/PI复合薄膜及PTFE推挤工艺设备基本由国外公司垄断。
三、矿用电缆
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发展现状
（1）油矿电缆
油矿电缆主要有：石油开采时给油井下的潜油电泵机组提供动力的潜油泵电力电缆；用于各类油气井的测井、射孔和取芯等作业以及海洋调查、水文测量和地质勘探等的承荷探测电缆。当今我国陆上大多数主力油田已经进入中后期开发阶段，特别是东部油田，多数油田产量已经逐年递减，今后年减产幅度将会更大。西部油田发展已经20年左右，但西部后备资源数量明显不足，未能形成产区的战略接替。随着国家对石油勘探技术的研发和投资，快速提高石油探明率的过程中，石油资源特别是海洋石油可开采储量将会出现一个快速增长的过程。据估计，我国每年新建、维修海上石油平台需要各类电缆约8000-1000km，预计2020年将超过25000km。仅就石油开采项目来看，深井探测电缆、深井潜油泵电缆、加热自控温等多功能电缆，每年的需求量约在15000km。如果加上沿海地区的石油勘测、钻井平台，需求量也是不可估量，海上石油开采用电缆供需缺口较大。
近些年，我国潜油泵电缆生产厂不断发展创新，目前已成功研制出配套多种新型电缆，如高稠油井注剂电缆、电加热型油泵电缆、井下直线电机电缆、铝合金潜油泵电缆、玻璃钢敷缆复合连续油管等，并已投入应用。
（2）煤矿电缆
煤矿用电缆主要有采煤机软电缆、移动（极轻型）软电缆、电钻电缆、矿工帽灯线、固定敷设用电力电缆及矿用通信电缆等。自2016年国务院下发《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》、煤炭工业去产能工作启动以来，我国累计退出煤炭落后产能8.1亿吨，提前两年完成“十三五”去产能目标任务，煤炭产业集中度进一步提升。2019年1~5月全国原煤产量累计达到142268.6万吨，同比增长09%，煤炭市场供需基本平衡。未来煤炭企业的生存主要依靠市场竞争力，更关注煤矿的技术水平、安全生产水平和环保水平。煤炭行业的有序发展为煤矿用电缆提供了稳定可持续的市场。
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与国外先进水平比较及发展趋势
（1）油矿电缆
1）潜油泵电力电缆：潜油泵电力电缆长期处于地下1000~4000m深的油井中，工作环境异常恶劣，需要电缆具有耐高温、耐高压、耐酸碱、耐腐蚀等特性。潜油泵电缆的生产标准采用GB/T 16750，其中产品性能指标均已达到美国IEEE 1017、1018和API 11S5、11S6标准的要求。国外生产潜油泵电缆的三家大型石油公司，由于其产品在井下使用中可靠性强、重复利用率高，其潜油泵电力电缆产品占据中国市场的主导地位。国内厂商在电缆生产设备、生产工艺、生产技术及产品的出厂检验性能上虽能满足标准要求，但差距主要表现在：①国内橡胶原材料的生产、储备、炼制性能不稳定，尤其是夏季原材料吸潮性强导致电缆绝缘性能下降明显：②国内电缆在高温（工作环境温度180℃以上）、高压（井下压力在35MPa以上）工况下的运行时间，远远低于常规工况下的运行时间；③国内电缆产品在随机组下井过程中绝缘电阻迅速降低，可重复使用次数远低于国外产品。
因潜油泵电力电缆使用环境的特殊性，其使用绝缘、护套材料的要求也极为特殊，例如改性聚丙烯、乙丙橡胶等绝缘材料，丁腈聚氯乙烯复合物、乙丙橡胶、丁腈橡胶等护套材料，以及包带型电缆材料，需具有耐高温、耐低温、耐高压、耐酸碱、耐化学药剂、耐CO2、H2S等腐蚀性气体特性，同时还要保持电缆运行至少一年以上的性能稳定性。这些材料与国外同类产品相比还具有较大的差距。
2）承荷探测电缆：国外承荷生产探测电缆的生产商具有多年的生产经验和优质的产品性能，产品规格型号齐全，具有较高的技术水平，在国际上占据着绝对市场份额。国内的生产起步较晚，部分产品从工艺制造、生产设备、技术水平已基本接近国外电缆，可替代进口，基本满足应用领域的需求。伴随钻井测试技术的发展，各种应用型探测电缆需求不断涌现：①不锈钢管探测电缆，要求电缆密封性能好，在恶劣的地质环境下也不泄漏，能承受70MPa的高气压，同时具有优异的抗干扰性，提高信号的传输质量和测井质量：②异型钢丝铠装全密闭探测电缆，电缆需要避免磨损导致的电缆性能以及电缆使用寿命下降的问題，防止使用过程中电缆遇阻、遇卡问題出现，同时能够减少液体腐蚀物进入内部。防止内部钢丝被腐蚀，保证电缆的抗拉强度；③高承荷探测电缆，如在电缆负重较大时，采用三层钢丝能够承受更大的拉力、更好的密封性能等。
承荷探测电缆根据不同的温度等级，一般采用改性聚丙烯、FEP、PFA作为绝缘材料。国产材料在基本性能上满足电缆的性能要求，尽管价格相比进口材料便宜很多，但国产材料性能不稳定，挤出工艺难度加大，使用寿命也存在一定的差距。进口钢丝价格较国产钢丝高，但进口钢丝耐磨性、耐腐蚀性、抗拉强度都更高。
承荷探测电缆还没有统一的国家标准，各厂家主要依据SYT 6600-2004和JB/T3302-2016两个标准进行各项出厂性能的检验。但在生产制造过程中，各厂家所采用的导体直径与根数、绝缘厚度、钢丝直径与根数等工艺尺寸有较大差别，主要依据自己的企业标准进行生产。
（2）煤矿用电缆
煤矿用电缆执行媒炭行业标准MT818，实施强制性煤安认证规定，产品应通过认证后方能生产销售。目前通过煤安认证的线缆企业超过400家，矿用电缆生产能力满足了煤矿行业需求，且产能过剩，市场竞争激烈。但特种大型采煤设备仍大部分采用进口采煤机电缆，由耐克森、普睿司曼提供。国内也有部分厂家在生产，但产品的使用寿命与国外产品相比，仍有一定的差距，仍需攻关。
煤矿电缆采用的主要电缆料有中低压乙丙绝缘料、氯化聚乙烯护套料、交联聚乙烯绝缘料及聚氯乙烯护套料等，均实现国产化，满足了煤矿用电缆生产需求。随着环保要求的不断提高，对原材料企业提出了越来越高的要求。
四、新能源领域用电线电缆
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发展现状
（1）核电电缆
核电站用电缆分安全级电缆和非安全级电缆。非安全级电缆适用于核电站辅助系统包括汽轮机、发电机、控制室、三回路冷却系统、外部蒸发器等。安全级电缆分为壳外电缆和壳内电缆，需要受核安全监管部门监管。目前国内核电发展的速度已由先前的快速发展转向稳步发展。2019年核电发展的政策有所松动，新核准了6台机组，分别是中核2台（漳州），广核2台（惠州），国核2台（石岛湾）。这6台机组都是三代技术路线，对电缆均有60年寿命的要求，电线的总需求量约为5亿元左右。因此若后续没有新增机组的话，今后5年核电电缆的年均需求量在1亿元左右。
国内持证的电缆企业有10家。其中有7家企业同时获得壳内电缆许可。然而这7家企业壳内电缆的许可范围仍有较大差异，大多是仅具三大核电技术路线（AP1000、华龙一号中核和华龙一号广核技术路线）中的一种技术，仅有个别企业三大核电技术路线的要求都能覆盖。
（2）风电电缆
风能电缆主要应用于风力发电机机舱及塔筒内部，产品种类较多，主要有动力电缆、控制电缆及接地线等，根据不同的使用场合，又可分为扭缆和固定缆。风力发电占全球电力供给比例在2017年渐进至5%，2018年，我国海上风电取得明显进展，新增装机容量达165.5万千瓦，同比增长42.7%，累计装机444.25万千瓦。2018年全国风机发电量为占全国发电量的4.82%。我国风电发展“十三五”规划,2020年底确保累计吊装容量达到210GW，其中海上风电项目开工10GW，并网装机容量达到5GW以上。预计至2021年底，风电将迎来快速发展期，风电电缆需求也将同步增长。
（3）光伏电缆
光伏电缆主要用于（DC1500V）光伏电站直流端组件间电流传输或类似发电系统，中国光伏发电新增装机连续5年全球第一，累计装机规模连续3年位居全球第一。但另一方面，中国光伏产业也存在光伏发电弃光显现以及补贴需求持续扩大等问题，直接影响光伏行业健康有序发展。因此整个行业发展的重点，将从规模扩张转移到高质量发展上来。2018年1~12月全国光伏发电量约占全国累计发电量的1.34%，与国际先进国家相比，有较大差距。可以预计，光伏发电将迎来高质量快速发展，这将带动光伏电缆需求的增加。
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与国外先进水平比较及发展趋势
（1）核电电缆
国内核电电缆通常都是以各核电站的专用技术规范书和相关国家法规、标准为设计生产的依据。这些规范书的基本要求分别来自于美国核电标准体系和法国核电标准体系。如果涉及出口，还需要考虑出口国的法规、标准。
目前除耐高温电缆、核级光缆等小部分特殊电缆外，大部分电缆都实现了国产化，包括壳内电缆和壳外电缆。如国内三代核电壳内电缆的产品技术领先于国外，在三代技术路线的核电项目中，产品的竞争力已远超国外。目前国外品牌的核电缆已基本退出中国三代核电项目。
与国外先进水平相，国内企业在核电站电缆上的差距主要有以下两点。一是在特殊电缆的研究上落后于国外；二是国内企业普遍存在同质化竞争，基础研究做得不够，掌握关键核心技术的企业少之又少。
随着国内核电缆技术的发展，国内核电缆料也得到一定发展，技术水平也逐步赶上了国际先进水平。在三代核电缆所用材料的研制生产水平方面，已领先于国外企业。但核电材料的研发过程是一个周期比较长的过程，加上较高技术难度，是很难在短期内获得成效的，这明显影响了电缆料企业投入的积极性，如国内致力于壳内核电缆材料研究的企业有多家，但广泛投入实际应用的只有2家。且受国内基础化工研究比较薄弱的影响，目前核电电缆料中高VA含量EVA等关键原材料尚需要进口。
（2）风电电缆
风能电缆主要执行的标准是GB/T 3306、GB/T 29631，或根据据用户要求，线缆企业制定企业标准实施。国内线缆企业已完全具备提供全系列产品的能力，同时积累了近20年的产品运行经验，产品技术与国际先进水平相当，满足了我国风电的发展需要并配套风机出口。
全球大型风力发电可分为陆域风电与离岸风电两类。陆域风电市场发展已超过30年，迈入成熟期；离岸风电处于发展初期，占整体市场规模不到十分之一，未来成长潜力佳。中国陆域风力机新增装置量趋于平缓，整体风电市场由急速增加步入稳定发展，开发焦点逐渐移转至技术水平高、成长潜力佳的离岸风电。风电技术发展带来了对风能电缆的需求，如特定环境用低烟无卤阻燃型风能电缆、大功率风机工作温度达105℃耐扭风能电缆、35kV和66kV耐扭风能电缆、低成本固定敷设铝合金导体风能电缆等。
风能电缆采用电缆料主要有中低压乙丙绝缘料、氯化聚乙烯或类似材料、耐低温低烟无卤阻燃混炼胶，或TPE、TPU等弹性体材料等，国内线缆企业所用橡胶电缆料大都自行生产。耐低温低烟无阻燃混炼胶性能与国外先进水平比有差距，仍需攻关，高性能的乙丙橡胶仍需进口。
（3）光伏电缆
光伏电缆主要采用2PFG1169/08.2007、EN 50618:2014、UL 4703:2014、IEC 6293:2017、NB/T42073—2016标准。目前国内已有数百家线缆企业生产光伏电缆，满足了国内光伏电缆市场需求。众多线缆企业的光伏电缆产品通过了德国TüV认证或者美国UL认证，大量出口国际市场，产品技术水平与国际水平同步。
光伏电缆主要使用的电缆料为辐照型交联电缆料。国内已有多家企业生产的光伏电缆料通过了TüV认证和UL光伏认证，大批量投入实际应用，与国际水平保持同步。
（未完待续）
