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绕组线专业领域现状与发展分析(三)

发布日期:2021-07-29      来源:光电产业网      作者:苏州市光电产业商会      阅读:146 次

(接上期)

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四、行业发展趋势


1.国际发展趋势


国际绕组线产业发展趋势主要有产品的细分和材料技术的进步。


国际上欧美、日本企业逐渐不做传统意义上的单一绕组线产品,而转为专做新能源、光伏绕组导线等产品。


导体加工方面,在大规格扁线、大直径圆线上积极采用精轧技术和挤压技术。


在绝缘漆方面,虽然漆包线漆技术没有全新突破,但在已有品种的改良与提升方面一直没有停歇。一些改良品种不断取代老品种,使漆包线性能得到提升。部分产品实际形成了一种新趋势,如耐电晕漆等,在提高漆包线的可靠性方面起到很好的作用,而自润滑漆的广泛应用,提高了漆包线的适用性。


有一些改良纯粹因漆包线的技术进步而引起,例如随着小扁线技术的研究深入,漆包线漆向高柔性方面改良,一些老产品又焕发新机,如近些年聚酰亚胺重新得到重视,向高固体含量与室温稳定型产品发展。


全新的漆包线漆与其应用方法的探索也一直没有止步。总有那些执着的公司与投资人以及技术人员,坚持不懈地追求创新。


2.国内发展趋势


(1)绕组线产品国内发展趋势


1)155及以下的低热级产品消耗量逐渐减少直至被淘汰,180及以上的高热级产品消耗量显著增加。聚氨酯的130级将被淘汰,155级产量已达高峰,180级已经广泛使用并显著增加,200级产品已经在进行应用验证。另外直焊性聚酯亚胺开始代替聚氨酯,以此满足环保严格的要求。


聚酯130级产量大幅度减少,最终将被淘汰。155级的产量已经占主导。但180级油漆材料成本降低,取代155级已成必然,特别是在0.8mm以上的大规格线,国内已经用180级取代155级材料。200级的聚酯已经作为复合结构的底层广泛使用。


聚酯亚胺的155级已经被淘汰,180级的使用量已经是漆包圆线的主导产品,而且将代替155级聚酯,占据漆包圆线最大量的地位。直焊性聚酯亚胺产量也将增加。


200级的聚酯或聚酯亚胺复合聚酰胺酰亚胺作为全能型漆包线,应用面更加广泛。欧美约60%的产量为这个产品,而我国只有30%的比例。随着油漆材料成本的降低,产品可靠性要求的提高,绝大部分的聚酯和聚酯亚胺产品都将被这个产品取代。


随着我国汽车、轨道交通、能源、采掘和智能制造业的快速发展,更高可靠性和安全性的要求提出,220级的聚酰胺酰亚胺,240级聚酰亚胺产品的产量将大幅度增加,目前产量比例不到千分之五。


2)单层绝缘结构大幅减少,多层复合绝缘结构占主导地位。由于单层绝缘材料的性能很难满足漆包线的加工和运行多样性需要,因此,多种材料复合的综合性能优势必然得到广泛应用。两种、三种及四种材料的复合绝缘结构是必然的发展趋势。工艺装备技术的发展已经完全保证多种材料的复合。如聚酰胺作外层复合聚酯、聚氨酯或聚酯亚胺;聚酰胺酰亚胺作外层复合聚酯、聚酯亚胺;聚酰胺酰亚胺打底、复合聚酯或聚酯亚胺,外层再复合聚酰胺酰亚胺的三涂层等都已经是广泛使用的结构。


3)相同的绝缘结构因应用行业差异而细分化。不同的行业需求因结构设计、制造工艺和运行环境的不同,对漆包线的性能有不同要求。但用同样的绝缘材料组合,经过适当的结构调整和材料改性可以达到这样的要求。


如对于200聚酰胺酰亚胺复合聚酯或聚酯亚胺绝缘结构,用在空调的压缩机行业既需要满足大批量自动化生产,也需要耐制冷剂的侵蚀和发泡。用在汽车行业则既需要过度的整形,也需要承受反复的过载和长久的高温老化。用在电动工具上既需要高槽满率设计,也需要承受高频次的堵转过载。而用在大功率工业电机上需要多股并绕、手嵌整形、运行载荷频繁变化。


这就需要调整漆膜各个方面的性能来满足,以相同绝缘结构的系列化来满足不同行业的需求。我国目前结构通吃,性能匹配性差。而欧美企业对客户需求的识别能力强,在漆包线设计开始就进行系列化。国内具备漆包线设计能力的企业已经开始走这样的路线,这是产品发展的趋势。


(2)环保压力带来新的发展契机


环境问题日益成为漆包线漆生产与其应用中关注的焦点。近些年随着我国环保政策的推进,“绿水青山就是金山银山”的理念深入人心,漆包线漆的发展也在这方面进入快车道。例如,无氮氧化物排放的漆的开发就进展很快,极有可能形成新的潮流。


随着环保要求的提高,漆包线漆中的氮氧化物挥发也成了亟需重视的问题,国内也已研制了“选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)氮氧化物处理(简称脱硝)",这是国内在漆包机生产中的首次应用。另外漆包线漆的生产企业也进行了无氮氧化物排放气的开发,已进入了快车道,将形成新的漆种。


3.技术发展趋势


基于下游行业的技术发展,国内外对绕组线性能提出了新要求,如风电、电动汽车的发展等,推动了变频绕组技术的发展,对绕组线提出了耐电晕、零针孔的要求;为提高变压器安全性,对换位导线提出了半硬化、耐热自粘性能等要求;航空、航天、核电等领域的发展,增加了对耐高温、耐辐射绕组线的需求和更高耐热等级的要求等。


国内外对漆包绕组线的要求趋向于朝耐电晕、零针孔性能发展。例如电动汽车电机用漆包扁线,由于运行时具有温升高、扭矩大、变速频繁等特点,所以要求产品具备优异的耐电晕性能、局放特性和机械强度、耐ATF油性能等。


耐电晕绕组线从发明到工业应用已有近二十年的时间,但作为耐电晕绕组线的核心技术要求的耐电晕试验方法一直没有完整、统一的标准要求。2018年国内发布了第一个绕组线试验方法GB/T4074.21《绕组线试验方法 第21部分 耐高频脉冲性能》,国际上,由上海电缆研究所提出并负责的IEC 63263《耐高频脉冲试验方法》标准目前正处于制订阶段。


随着绕组线下游行业的技术进步,以及产品品质的不断提升,对绕组线的针孔(标准允许的缺陷)性能提出了极高的要求,如零针孔的要求等。在日本、美国等国家推动下,IEC TC55 WG1工作组开展零缺陷漆包绕组线标准研究,制订了部分产品标准。新的要求在于改变目前漆包绕组线针孔检测采取抽样试验的方法,改为在线检测,相关的试验方法、设备参数等技术仍在研究中。


换位导线方面,趋向于朝半硬态和耐热自粘性能发展。特别是超高压特高压变压器上用换位导线,由于变压器绕组的工作温度受到多种因素的影响,运行时有些部位会高于平均热点温度,此时绕组的机械强度会随着自粘换位导线粘结强度的下降而低于设计预期。所以要求产品在高温下能保证机械性能、抗震动及抗冲击能力,增强线圈的抗短路能力,保证变压器的安全运行。


国内外绕组线产品标准系列中,最高耐热等级可达240,超过240耐温等级的绕组线显然在核电、航空、航天领域用途广泛,但整体用量不大,技术要求与常规绕组线有较大区别。目前美国、俄罗斯、乌克兰、法国等国家在这一领域的研究较多,国内工作温度超过600℃的绕组线几乎没有成熟的产品,很大程度上依靠进口。


此外,全球范围内对环保的重视,推动了制冷机用绕组线在耐冷冻剂试验时所采用的R22试剂的替代研究。R22作为制冷剂使用已有很多年的历史,但R22对大气中臭氧层的破坏,越来越引起各国的关注。找到合适的制冷剂,替代现有的试验方法是绕组线技术研究的重点工作之一。




行业发展及政策建议


绕组线产业不是朝阳产业也不是夕阳产业,传统产业不会有爆发性增长产能过剩、自动化程度不够、持续增加的环保压力制约着行业发展,同时,亟需改善企业财务健康水平,降低制造企业融资成本,提升企业诚信度,使绕组线行业及整个制造业更加健康稳健发展。为此,提出发展及政策建议。


1.逐步取消低热级的产品


政策与标准要做好引导,要向发达经济体看齐。一方面提高产品的可靠性,向高热级推进;另一方面减少资源的浪费,向高效节能的方向发展,淘汰一些落后的产能。漆包线漆的生产要紧跟漆包线发展,开发相应需求的高端产品。


2.向规模化、自动化的大型环保生产转型


提倡规模化集约化生产,鼓励创新和自动化。一方面有利于产品品质稳定,另一方面有利于环保,减少安全问题,保护员工健康。例如,贮存和运输可以通过储罐和槽车进行,减少排放,消灭污染性包装。为了实现这一目标,在政策上要扶持和引导,而不是一刀切,并且尽力消除政策执行方面的地区差异。


3.明晰环保要求


希望政府有关部门对环保标准、执法力度多宣传多指导,组织企业与环保专家间的交流,帮助企业解决环保技术层面难以解决的问题。在环保执法中,要深入了解行业及企业实际情况,科学执法、合理执法、有序推进。在体现执法标准严肃性的同时,充分考虑企业诉求和企业具体情况,营造既有利于做好环评,又有利于企业生产的执法环境,使企业及产业发展更加健康稳健。


4.加强知识产权保护


漆包线漆厂的发明专利较少,很多是一些价值有限的实用新型专利,如设备改造、方法改良等。即使有发明专利,也是云里雾中不知所云。造成这种情况的原因可能是真正的研发能力欠缺,人才不足,投资有限,开拓性的创新少见。另一更重要的原因是不愿意将真技术申请专利,很多新发明宁可按专有技术加密使用。漆包线漆门槛低,其中一个原因就是技术获取的渠道成本低,这也是行业发展的痛点之一。


5.建设国际认可的权威认证机构


作为一个绕组线和漆包线漆生产制造的大国,需要有一个自己的得到国际认可的权威认证机构,在产品出口贸易中,消除技术壁垒。这样的机构应该不以盈利为目的,而要追求水准和声誉,值得整个行业(甚至政府机构)为之努力。


(本文摘自《中国线缆产业发展现状及策略建议咨询报告》,全文完)




来源:上缆所传媒