一、引言
20世紀50年代,我國機電制造業落后,電纜配套未專業化,不具備條件形成電氣裝備用電線電纜類產品。60年強制貫徹“以塑代鉛”和“以塑代橡”等措施,有力推動了技術進步,這大類產品開始形成。90年代,市場經濟逐步發展成熟,電氣裝備電線電纜需求量劇增,發展成為與工程配套的獨立大類產品。產值比例保持25~30%。
電氣裝備用線纜是配套產品,各品種銷售并不穩定,有賴于其他工業的興衰。如高層建筑用預制分支電纜,開始國內沒有品牌,只能進口。分支電纜少數先驅者,開拓市場和技術創新,取得穩固的市場份額,獲得極高的利潤回報,實現了國產化。在此機遇下,不少電纜廠草率上馬,價格下降到接近火并程度,恰恰又逢國家限制高層建筑建設,市場需求有所萎縮,高額利潤回報即成泡沫。當前用戶提出的要求越來越復雜,工廠只能跟著走,甚至對不合理要求,有時也得順從,進退二難,甚至造成不公平競爭。
二、近代交通工具用電線電纜
1.機車車輛電纜
電力、燃油和蒸汽動力,客車、貨車和特種車列,對電纜要求是不同的,所以這類電纜品種較多,而且有代表性,其中部分品種也可供其他車輛選用。當前傾向性意見是:
(1)3kV及以下天然橡膠絕緣電纜應淘汰。
(2)3kV及以下氯磺化聚乙烯絕緣電纜需要保留。
(3)3kV及以下乙丙橡膠絕緣電纜為主要系列之一。
(4)3kV及以下無鹵低煙交聯聚烯烴絕緣電纜為主要系列之二。
(5)30kV乙丙橡膠絕緣機車車輛用電力電纜為專用品種。
目前基本按TB/T1484生產,GB/T12528正在修訂。機車車輛產品中難度最大的是無鹵低煙交聯聚烯烴薄壁絕緣電纜。它們的內容有所差異,在GB/T標準中有對比表,可以查閱。
2.城市軌道交通直流電力電纜
城市軌道交通是大城市發展交通的必經之路,計劃中有關城市的城軌長度公里數:北京為332;天津為130;上海為240;深圳546。其余城市相繼開工。
輕軌用直流供電,額定電壓為直流1500V和750V。上海申通公司制定企業標準,正極電纜為1500V;負極電纜為300V,導體截面為400mm2,硬結構電纜用第2種導體,軟結構電纜用第6種,絕緣為交聯聚烯烴和乙丙橡膠兩種,標稱絕緣厚度為2.0mm,絕緣外應有阻水層,其他防水層、隔火層、鎧裝層均為可選結構,護套為低煙無鹵聚烯烴或類似合成材料組成,護套標稱厚度為3.8mm。負極電纜結構只有導體和絕緣。電纜試驗項目與一般電力電纜基本相同。
3.長定子繞組電纜
磁懸浮列車相當于直線電機的轉子,軌道相當于定子。長定子繞組電纜是將電纜構成繞組,敷設在軌道的槽內。電纜結構與軟電力電纜相似,但敷設條件嚴酷,彎曲半徑很小。長定子電纜三相總用量,約為單向軌道長度的15倍。52屆國際線纜研討會,德國發表了關于上海磁懸浮用電纜的論文。第一批在上海磁懸浮線安裝的電纜,其結構與論文敘述的結構相同,但試運行時就出現了問題。德國更換了全部電纜,調試后投入運行,經過較長時間后,又發生了個別問題,二次出現問題,德國未透露直接原因。談判滬杭磁懸浮線時,德國提出電纜新結構,還強調是專利,在我看來這算不上是專利,但由專利法保護,也很難處理。總的感覺,德國在磁懸浮長定子繞組電纜方面,技術也不能算完全成熟。長定子繞組電纜的額定電壓為10/1.75kV(考慮20kV);額定工作溫度為90℃;導體為鋁芯300mm2,絕緣為軟乙丙橡膠,導體屏蔽和絕緣屏蔽均為半導電乙丙橡膠,護套為氯丁橡膠;護套外為含氟4的半導電涂層。涂層可增加電纜敷設時的潤滑作用。52屆國際線纜論文中,絕緣屏蔽外有金屬屏蔽,沒有說明氯丁橡膠護套的詳細性能,僅描述有適合的電氣性能性,機械性能,耐環境性能,并能與涂層牢固粘合。德國的磁懸浮列車試驗線路比較短,試運行中長定子電纜未出現異常。上海原來電纜敷設情況,可能是一點接地。更換的新電纜,也就是現在運行的電纜,結構中取消了金屬屏蔽,護套變為半導電氯丁橡膠,半導電涂層照舊,接地方式采用了“Ω”形金屬環,套在電纜外,定距用螺釘固定接地。
電纜研究所與工廠合作,共同研發了磁懸浮長定子電纜,并通過了型式試驗和研究性試驗,為電纜國內制造打下了基礎。但是市場變化如風云,今后需求量很難預測。
4.公路車輛用低壓電線和電纜
公路車輛用低壓電線(簡稱汽車低壓電線),通常先按照汽車布線模板的要求加工成線束,然后將線束安裝到汽車上。汽車線束市場不但與汽車產量直接有關,并且與單臺車輛配線數量密切相關,一輛低檔轎車平均用低壓電線為800m,一輛中檔轎車平均用量為1500m,一輛豪華名車用量達2500m。目前汽車低壓電線的絕緣仍以聚氯乙烯為主,但有些部位需要用交聯聚烯烴、熱塑彈性體、乙丙橡膠、硅橡膠甚至氟塑料等。汽車低壓電線的導體,除馬達線考慮用鋁導體外,其他都用銅導體。最新設計,希望導體截面進一步縮小到0.10mm2及以下,銅的機械強度不能滿足安裝要求,現正在考慮用銅包鋼線。JB/T8139-1999《公路車輛用低壓電纜(電線)》標準的品種絞少,不能完全滿足使用要求,各汽車制造公司均有自己的電線采購規范。當前中國汽車行業協會制訂的標準,也以聚氯乙烯薄絕緣低壓電線為主,但實際上交聯聚烯烴和硅橡膠絕緣低壓電線的應用數量也不少。高檔轎車,數字傳輸電纜以及光纖已有使用。有關國外汽車低壓電纜標準中薄絕緣電線尺寸見表1。ISO汽車低壓電纜標準的試驗概括見表2。
5.航空電線電纜
當前航空電線電纜有二大系列:一種是聚酰亞胺-氟46復合薄膜繞包燒結絕緣電纜,主要用于軍用直升飛機,已經國產化,考慮到電線質量,復合薄膜仍進口。另一種是輻
照交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電纜,是近代軍用和民用大型飛機使用較多的品種。縮寫為X-ETFE絕緣電線。大型軍用運輸機每架用線量達7~8噸。X-ETFE比重為1.73,工作溫度可提高到200℃,薄壁絕緣結構單層絕緣厚度為0.15mm,電線重量輕,相對載流量大,化學性能穩定,電氣、機械及耐輻照性能優異,也是航天飛行器使用重大品種之一。電纜結構與軟電力電纜相似,但敷設條件嚴酷,彎曲半徑很小。長定子電纜三相總用量,約為單向軌道長度的15倍。52屆國際線纜研討會,德國發表了關于上海磁懸浮用電纜的論文。第一批在上海磁懸浮線安裝的電纜,其結構與論文敘述的結構相同,但試運行時就出現了問題。德國更換了全部電纜,調試后投入運行,經過較長時間后,又發生了個別問題,二次出現問題,德國未透露直接原因。談判滬杭磁懸浮線時,德國提出電纜新結構,還強調是專利,在我看來這算不上是專利,但由專利法保護,也很難處理。總的感覺,德國在磁懸浮長定子繞組電纜方面,技術也不能算完全成熟。長定子繞組電纜的額定電壓為10/1.75kV(考慮20kV);額定工作溫度為90℃;導體為鋁芯300mm2,絕緣為軟乙丙橡膠,導體屏蔽和絕緣屏蔽均為半導電乙丙橡膠,護套為氯丁橡膠;護套外為含氟4的半導電涂層。涂層可增加電纜敷設時的潤滑作用。52屆國際線纜論文中,絕緣屏蔽外有金屬屏蔽,沒有說明氯丁橡膠護套的詳細性能,僅描述有適合的電氣性能性,機械性能,耐環境性能,并能與涂層牢固粘合。德國的磁懸浮列車試驗線路比較短,試運行中長定子電纜未出現異常。上海原來電纜敷設情況,可能是一點接地。更換的新電纜,也就是現在運行的電纜,結構中取消了金屬屏蔽,護套變為半導電氯丁橡膠,半導電涂層照舊,接地方式采用了“Ω”形金屬環,套在電纜外,定距用螺釘固定接地。
電纜研究所與工廠合作,共同研發了磁懸浮長定子電纜,并通過了型式試驗和研究性試驗,為電纜國內制造打下了基礎。但是市場變化如風云,今后需求量很難預測。
4.公路車輛用低壓電線和電纜
公路車輛用低壓電線(簡稱汽車低壓電線),通常先按照汽車布線模板的要求加工成線束,然后將線束安裝到汽車上。汽車線束市場不但與汽車產量直接有關,并且與單臺車輛配線數量密切相關,一輛低檔轎車平均用低壓電線為800m,一輛中檔轎車平均用量為1500m,一輛豪華名車用量達2500m。目前汽車低壓電線的絕緣仍以聚氯乙烯為主,<