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電磁線行業(yè)概況
90年代是我國繞組線工業(yè)發(fā)展的重要階段。60～80年代中期，由于自力更生建立了良好的基礎(chǔ)，我國已經(jīng)有了世界上所有的繞組線基本品種、已經(jīng)有了開發(fā)研制新品種的基礎(chǔ)設(shè)置與專業(yè)人才，為80年代后期至90年代的發(fā)展創(chuàng)造了必需條件。90年代繞組線行業(yè)的特點(diǎn)大致可歸納為：
1. 從先進(jìn)工業(yè)國家引進(jìn)了生產(chǎn)繞組線的整套技術(shù)，從原輔材料（如導(dǎo)線芯、絕緣材料的生產(chǎn)）、生產(chǎn)設(shè)備（包括拉絲機(jī)、漆包機(jī)和繞包機(jī)等）到成品的檢測設(shè)備，進(jìn)入了世界的先進(jìn)行列。
2. 在國家經(jīng)濟(jì)從計(jì)劃型向市場型轉(zhuǎn)變過程中，我國繞組線生產(chǎn)廠也經(jīng)歷了重大的改組和重排，出現(xiàn)了技術(shù)進(jìn)步、管理先進(jìn)的企業(yè)。
3. 繞組線的產(chǎn)量從80年代中期十幾萬噸發(fā)展到90年代后期的接近30萬噸，基本滿足了國內(nèi)的需要，還有部分的出口。我國已成為世界繞組線生產(chǎn)大國�？梢哉f80年代末到90年代是我國繞組線工業(yè)大發(fā)展的時(shí)期。然而從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量來看，我國與先進(jìn)工業(yè)國家還有很大的差距。如：⑴繞組線中，漆包線與繞包線的比例，近幾年我國估計(jì)為85︰15左右，而1987年美國的比例為95︰5左右[1]，1997年日本的比例為90︰10左右[2]；⑵漆包線中，主要產(chǎn)品的熱級及其所占的比例，我國近年的估計(jì)為130級聚酯漆包線約占80％。而美國1987年統(tǒng)計(jì)200級漆包線占41.2％，F級及以上耐熱漆包線計(jì)算為70.4％。日本1997年統(tǒng)計(jì)[2]18級及以上耐熱漆包線為33％；⑶我國引進(jìn)的某些電氣產(chǎn)品生產(chǎn)線中所使用的漆包線部份仍需要進(jìn)口，國產(chǎn)漆包線常由于各種原因無法使用。
以下就幾種主要產(chǎn)品的情況說明國內(nèi)外的發(fā)展，從中可以看出我國取得的成績和與先進(jìn)工業(yè)國家的差距，同時(shí)也展望今后市場的前景。
1. F、H級及以上耐熱漆包線牽引電機(jī)、冶金電機(jī)、起重電機(jī)、防爆電機(jī)、直流電機(jī)、礦用電機(jī)等因使用場合特殊，負(fù)荷大、功率大，特別是出現(xiàn)過負(fù)載的機(jī)會多，一般都使用F、H級及以上漆包線。對于這些電機(jī)為了保證運(yùn)行的可靠，選用的繞組線的熱級一般規(guī)定比電機(jī)使用的熱級提高1－2級。耐熱線的應(yīng)用與電機(jī)發(fā)展的小型化、輕量化這一技術(shù)趨向直接有關(guān)。因此，工業(yè)發(fā)達(dá)國家80－90年代F、H級及以上耐熱漆包線發(fā)展很快。現(xiàn)在IEC標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的熱級已提高到240，而且這些高熱級漆包線在產(chǎn)品中的比例還在不斷提高。我國70年代初已開始注意F、H級漆包線的發(fā)展，當(dāng)時(shí)機(jī)械部電工局曾召開專門會議部署研究開發(fā)工作。80年代末機(jī)械部又召開了特種電機(jī)絕緣材料開發(fā)應(yīng)用研討會。二十多年來調(diào)整繞組線產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的努力，實(shí)際上就是從各方面努力提高F、H級漆包線的比例。90年代這方面已經(jīng)初見成效，據(jù)1998年行業(yè)協(xié)會的調(diào)查，我國一些技術(shù)條件較好的廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以F、H級產(chǎn)品為主的目標(biāo)。如福州大通公司95、96和97年每年F、H級及以上耐熱線均占總產(chǎn)量的60％以上。銅陵精達(dá)銅業(yè)公司的產(chǎn)品幾乎全部是F、H級及以上的品種（占99％）。不過我國絕大多數(shù)廠的產(chǎn)品現(xiàn)在仍是單一的B級聚酯漆包線。因此就全國而論B級聚酯漆包線獨(dú)占鰲頭的狀況還未根本改變�？梢灶A(yù)料，我國在今后一段時(shí)間內(nèi)F、H級及以上耐熱漆包線的發(fā)展將會加快，這與電機(jī)行業(yè)推廣Y2系列電機(jī)有關(guān)，也與市場進(jìn)一步開放有關(guān)。
2. F級絕緣空心銅扁線我國采用引進(jìn)美國技術(shù)制造的30萬及60萬kW發(fā)電機(jī)組用的F級絕緣空心銅扁線在90年代前期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。該發(fā)電機(jī)組因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高，定子繞組通過的電流較大，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)也大，部分繞組必須采用絕緣空心銅扁線，以便在導(dǎo)線中通水冷卻。因此對導(dǎo)體和絕緣都有較高的技術(shù)要求。
⑴裸空心銅扁線，采用高導(dǎo)電率無氧銅，其化學(xué)成分必須符合GB 5231的要求。金相組織的晶粒平均直徑為0.025-0.065mm�？招你~扁線的抗拉強(qiáng)度在260N/cm2以上，伸長率大于30％，電阻率小于0.017241Ωmm2/m。中孔在3.5MPa水壓下耐20min試驗(yàn)無滲漏，應(yīng)通過200ml/min水流量試驗(yàn)。渦流探傷小于0.17mm，導(dǎo)體平面及側(cè)面經(jīng)90°彎曲無裂紋。
⑵銅扁線的絕緣為聚酯纖維與電工用玻璃纖維混合繞包層。經(jīng)F級粘結(jié)漆浸漬烘焙，絕緣厚度0.28～0.34mm（A-a）。擊穿電壓＞500V，柔韌性為10a，附著性＞20％。 30萬kw及60萬kw發(fā)電機(jī)組用F級絕緣空心銅扁線的研制成功并開始生產(chǎn)供應(yīng)，標(biāo)志著我國特種繞組線制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。但與先進(jìn)水平相比，我國的絕緣厚度還需減薄。隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展、大電站的建設(shè)，這類繞組線，今后將會有新的發(fā)展。
3. 高壓潛水電機(jī)繞組線我國潛水繞組線在90年代也有了發(fā)展，使用在各種潛水電機(jī)中，特別是使用在電機(jī)行業(yè)引進(jìn)的水冷式發(fā)電機(jī)中。為冷卻用潛水電機(jī)配套使用10kV, 6kV, 3kV高壓繞組線要求在70～90℃熱水中，承受20MPa的水壓下長期連續(xù)使用。該線采用輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣，尼龍護(hù)套小截面采用單根軟銅導(dǎo)線，大截面使用軟銅絞線的耐水繞組線已應(yīng)用近10年。它的結(jié)構(gòu)尺寸要求為：導(dǎo)體：4～20mm2 絕緣厚度：1.9～2.7mm 護(hù)套厚度：0.2mm 性能要求在相電壓下游離水平小于5pC；絕緣電阻20℃下不小于1500Ω／km；直流電阻也有所規(guī)定。低壓380V耐水繞組線也得到廣泛應(yīng)用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這類繞組線今后將有增多的趨勢。
4. 特種繞包線我國繞包線的主導(dǎo)品種是B級醇酸樹脂粘結(jié)的玻璃絲包線，在先進(jìn)工業(yè)國家這個(gè)品種的生產(chǎn)量已經(jīng)很小，而以F、H級及以上熱級漆粘結(jié)的玻璃絲包線或薄膜繞包線為主，這是繞包線我國與國外先進(jìn)水平的主要差距。但我國在80－90年代研制生產(chǎn)了很多特種繞包線，其中主要有：⑴ H級PI薄膜繞包玻璃絲包漆包繞組線；⑵ PI薄膜和F46薄膜燒結(jié)繞組線；⑶自粘性雙玻璃絲繞包銅扁線；⑷自粘性PI薄膜繞包雙玻璃絲包繞組線；⑸ H級PI薄膜繞包雙玻璃絲重復(fù)繞包的三芯并列繞包線；⑹ H級二苯醚粘結(jié)的雙玻璃絲繞包鋁扁線；⑺雙玻璃絲包PI薄膜及粉云母帶繞包扁銅線；⑻大直徑（Φ2.44～3.35mm）玻璃絲繞包鋁扁線；⑼ 250－350℃耐高溫耐輻射電磁線。這些產(chǎn)品都是用于大中型高壓（6kV, 10kV）電機(jī)、電器、核電站、航空、航天等上天入地的重要電氣裝備中，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了重要的作用。今后這類產(chǎn)品將會有更好的市場前景。
5. 漆包扁線漆包扁線（包括扁線和方線）在先進(jìn)工業(yè)國家現(xiàn)在有縮醛、環(huán)氧、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺復(fù)合聚酯（酰胺）（酰亞胺）等品種，這是用于大型電機(jī)電器制造的重要品種。我國名稱上也有縮醛、聚酯、改性聚酯、聚酯酰亞胺、聚酰亞胺和聚酰胺酰亞胺復(fù)合的聚酯酰亞胺線，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中絕大部分是縮醛漆包扁線。扁漆包線一直是我國繞組線的薄弱環(huán)節(jié)，與國外產(chǎn)品相比，突出的問題是：⑴漆膜不均勻，尤其是窄邊漆膜厚度變化大，因此性能（如耐電壓性、卷繞性等）分散性大；⑵特殊規(guī)格少，如A／B＞10，b＞15的線幾乎沒有；⑶線柔軟性差。
6. 微細(xì)漆包線微型電機(jī)等使用于高精密度電氣設(shè)備中，其中使用的漆包線線徑通常在0.08mm及以下，也有微細(xì)扁線。這種漆包線在日本70年代開始已形成工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，并逐漸使用于音響設(shè)備、通訊器械、精密測量、精密電器、微型醫(yī)療器械中，現(xiàn)在家用電器如洗衣機(jī)中蜂鳴器、電子鐘表等廣泛地使用這種微細(xì)漆包線。在我國這類線徑極小的漆包線，一般稱為雙零線，最小的線徑已可做到0.014mm。絕緣漆以聚氨酯、聚酯亞胺和聚酰亞胺等為主，如果需要也可制成復(fù)合線，其復(fù)合層以尼龍和自粘性漆層為主。微細(xì)線是繞組線生產(chǎn)中技術(shù)密集的品種，使用的原材料（如導(dǎo)線和絕緣漆）、工藝裝備（如拉絲機(jī)、漆包機(jī)）和相關(guān)的輔助材料、測試儀器、乃至包裝線軸，均對其生產(chǎn)和質(zhì)量有很大的影響。正因?yàn)槿绱�，這種產(chǎn)品的附加經(jīng)濟(jì)值較高。我國目前微細(xì)漆包線，只有常州連環(huán)集團(tuán)、西南電工廠、蓉勝電工有限公司等少數(shù)廠生產(chǎn)，滿足不了國內(nèi)的需要量。國產(chǎn)品的最大問題是線盤容量太小，因此大部分（估計(jì)60％）仍依賴進(jìn)口�？梢娢⒓�(xì)漆包線將有很大的發(fā)展前景。
7. 可焊性漆包線可焊性漆包線使用范圍很大，凡是不宜用機(jī)械和化學(xué)方法去漆的電機(jī)、電器、儀表、電訊器材都可使用。 80年代前直焊性漆包線均為聚氨酯線，熱級為A和E，焊錫溫度一般為375℃，以后發(fā)展為B、F級，直至H級。90年代出現(xiàn)了可焊性聚酯和聚酯亞胺、熱級分別為B級和H級，焊錫溫度相應(yīng)的提高到475℃以上�？珊感云岚�在先進(jìn)工業(yè)國家是漆包線的一個(gè)主要品種，如日本1997年的報(bào)導(dǎo)，聚氨酯漆包線已占全國產(chǎn)量的20％。我國可焊性漆包線90年代也有了較快的發(fā)展，有些廠占了很大的生產(chǎn)比例，如蓉勝電工有限公司的產(chǎn)品幾乎全部是聚氨酯線（占99％以上），常州連環(huán)集團(tuán)聚氨酯線占50％左右，常州鐘山線纜公司近幾年從40％增加到60％，廣州電磁線廠占36－37％，這些都是我國聚氨酯線的生產(chǎn)大戶。但是就全國的產(chǎn)品比例來說，我國還是很小，估計(jì)不到5％，而可焊性聚酯亞胺線雖已研制成功，但尚未形成生產(chǎn)規(guī)模�？梢娊窈笪覈鞣N可焊性漆包線的發(fā)展將大有前途。
8. 多股絞合漆包線中頻發(fā)電機(jī)是發(fā)出單相或多相中頻電能的特種異步電機(jī)，其頻率范圍在2～10,000Hz，為了降低銅耗，通常采用多股漆包銅線絞合并壓成矩形作為電樞繞組，這種線通常稱為里茨線（Litz wire）。90年代多股絞合漆包線還在電視機(jī)中得到了應(yīng)用。據(jù)報(bào)導(dǎo)日本高清晰度電視機(jī)就采用了這種漆包線。現(xiàn)在多股絞合漆包線還使用于電磁灶和微波爐中。這些線的基本結(jié)構(gòu)與里茨線基本相同，主要區(qū)別在線芯數(shù)目不同。我國里茨線早在60－70年代就已生產(chǎn)。近年來其需要量呈上升趨勢，尤其是由于家用電器的出口勢頭上揚(yáng)，估計(jì)今后市場需要量還將增加。
9. 復(fù)合涂層漆包線復(fù)合涂層漆包線，指的是兩種或兩種以上漆膜組成的漆包線，它的出現(xiàn)，首先是使用上的需要，如現(xiàn)代高速繞組機(jī)，使用一般漆包線，損壞率很高，以尼龍為面層的復(fù)合線大大提高了表面的潤滑性，使機(jī)械化高速繞線順利實(shí)現(xiàn)。其次是經(jīng)濟(jì)上的合理性，如聚酰胺酰亞胺涂層具有很好的全面性能，但價(jià)格較高，采用改性聚酯或聚酯亞胺作底層制得的聚酰胺酰亞胺復(fù)合線，其所占的漆層比例只有1/4～1/3，成本將大大降低。原則上，復(fù)合涂層漆包線的底漆層可使用現(xiàn)有漆包線涂層的任何一種，其面漆層可以根據(jù)需要加添其它特殊性能的漆層。90年代更有三涂層，甚至四涂層漆包線的出現(xiàn)，因此從品種上說是相當(dāng)多的。但通常工業(yè)上使用的底漆層以聚氨酯、聚酯（包括改性聚酯）和聚酯酰亞胺為多，面層以聚酰胺和聚酰胺酰亞胺居多。特別是PEI/AI，在美國和歐洲市場已占優(yōu)勢。我國復(fù)合涂層漆包線在80年代以前，已有少量生產(chǎn)。90年代初，由于電機(jī)電器儀表，特別是家用電器等行業(yè)的技術(shù)引進(jìn)的需要，進(jìn)行了密封電機(jī)用Q(ZY/XY)復(fù)合漆包線的研制，促進(jìn)了復(fù)合漆包線的發(fā)展。主要品種除Q(ZY/XY)外，還有尼龍復(fù)合的聚酯漆包線。目前Q(ZY/XY)復(fù)合漆包線主要用在冷凍壓縮機(jī)中。 90年代我國制冷設(shè)備發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)效益顯著。不但國內(nèi)銷量大增，出口形勢也很好。如國家統(tǒng)計(jì)局提供1993年我國電冰箱產(chǎn)量為418.3萬臺，比上年增長23.9％，1991年出口電冰箱23.25萬臺，創(chuàng)匯5199萬美元�？梢娒芊怆姍C(jī)用復(fù)合漆包線在今后將有較大的增長，更何況這種線的用途不只局限于此類應(yīng)用。
10. 自粘性漆包線自粘性漆包線最先應(yīng)用于黑白電視機(jī)的偏轉(zhuǎn)線圈。這種形狀奇特的無骨架線圈，如果用普通漆包線制造，工藝將十分復(fù)雜。而用自粘線只要通過烘焙或線圈直接通電加熱（或借助適當(dāng)?shù)娜軇�，使自粘性涂層相互粘結(jié)，冷卻后即能簡易的固定成型。由于可以省略繁多的工藝過程，使線圈的整體性改善，提高了制品的性能。以后應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，一類是用于制造特殊形狀或無骨架線圈。如電視機(jī)偏轉(zhuǎn)線圈，伺服電機(jī)的杯形線圈和線繞盤式微特電機(jī)線圈等，若使用一般的漆包線，工藝異常復(fù)雜，非用自粘性線不可。另一類是用于制造各種通用電機(jī)、電器繞組。這類繞組通�？墒褂靡话闫岚�，但需經(jīng)過預(yù)烘、浸漆、滴干、烘干等工序，化費(fèi)幾小時(shí)甚至幾十小時(shí)，需有一套浸漬設(shè)備，浸烘時(shí)車間氣味也很差，從工藝改革、環(huán)境凈化等角度看，使用自粘線是一種很好的方法。現(xiàn)在已用于功率為數(shù)千瓦的三相電動機(jī)中。此外家用電機(jī)（如吸塵器、微波爐、電磁灶等）、音響設(shè)備等需要用漆包線的地方，都在使用或試驗(yàn)使用自粘性漆包線。自粘性漆層材料有縮丁醛、環(huán)氧、聚酯、聚酰胺、聚酯酰亞胺及芳香聚酰胺等，現(xiàn)在H級及以上自粘線及同時(shí)具有其它特性（如直焊性、耐冷凍性和潤滑性等）的產(chǎn)品也都在開發(fā)研究中。我國自粘性漆包線研制始于60年代，當(dāng)時(shí)主要是由于制造黑白電視機(jī)偏轉(zhuǎn)線圈的需要。70年代我國研制了自粘直焊漆包線，阻燃自粘性漆包線和F級自粘線等。90年代有醇溶性自粘線的開發(fā)。大屏幕彩電偏轉(zhuǎn)線圈用自粘線、H級自粘線等的研究還在進(jìn)行中。自粘性漆包線是一種具有很大技術(shù)經(jīng)濟(jì)潛力的產(chǎn)品。目前，我國在品種和性能上與國外先進(jìn)水平尚有較大的差距，一些高性能和高熱級的產(chǎn)品仍然需要進(jìn)口。預(yù)計(jì)今后使用上會有更多的需求，如電動助動車的發(fā)展，家用電器上的擴(kuò)大應(yīng)用，將會推動這種線在品種上和產(chǎn)量上的提高。
11. 潤滑性漆包線 90年代在線圈制造業(yè)上一個(gè)顯著的特點(diǎn)是使用高速自動繞線機(jī)，繞線速度一般在1500-3000rpm，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)6000rpm，因此對漆包線表面潤滑性的要求可以說達(dá)到了驚人的程度，給70-80年代發(fā)展的自潤滑漆包線的研究又是碼上加碼。提高漆包線表面潤滑性的方法很多，但主要可歸結(jié)為外潤滑和內(nèi)潤滑兩類。前者包括表面涂油酯石臘類等各種潤滑液體和復(fù)合尼龍、聚酰胺酰亞胺類等耐磨性能良好樹脂漆層，后者是將潤滑性物質(zhì)加入漆包線漆中或表面涂層中。但到目前，還沒有見到關(guān)于最佳或徹底的解決方法的報(bào)導(dǎo)，如聚酰胺酰亞胺面漆中加入某種潤滑物質(zhì)，使原來耐磨性能優(yōu)良的漆層更趨潤滑，應(yīng)該是一種理想方法，但據(jù)報(bào)導(dǎo)，其可靠性到現(xiàn)在還未能確立，因還沒有一種物質(zhì)能使漆液的貯存穩(wěn)定性不受影響。近年來，密封電機(jī)中使用的復(fù)合漆包線也發(fā)生了潤滑性問題。眾所周知，冷凍劑介質(zhì)R-12已確定用R-134a代替，并已在工業(yè)生產(chǎn)中使用。而R-22的取代劑有可能是R-134a及R-32、R-125等的混合物，仍在試驗(yàn)研究中[4][5]。但在取代劑R-134a介質(zhì)中含有酯類機(jī)油，對現(xiàn)用漆包線的石臘等潤滑物質(zhì)有折出的作用，它將導(dǎo)致制冷系統(tǒng)毛細(xì)管的堵塞，從而損害壓縮機(jī)的運(yùn)行。所以潤滑劑的選擇，甚至選擇新的潤滑性漆包線也成了新的問題。我國在漆包線的表面潤滑方法上，傳統(tǒng)的做法是在漆包線收繞到成品線軸上前刷一薄層油性液體。80年代的技術(shù)引進(jìn)，部分廠改為石臘類潤滑劑，在一般線圈的制造上提高了使用性能。但在諸如R-134a中使用的場合，大多數(shù)廠家仍存在問題。因此，潤滑性漆包線對我國來說還是一個(gè)有待研究開發(fā)的新產(chǎn)品。 12. 防電暈電磁線隨著電力、電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速得到了迅速的推進(jìn)，80年代后五年世界變頻調(diào)速傳動的年增長為13-14％，而直流傳動年平均增長率只有3-4％。近幾年來，交流變頻調(diào)速仍以高速發(fā)展，通用變頻器以11％速度增加。變頻電機(jī)最吸引人的特點(diǎn)是節(jié)約電能。我國目前發(fā)電機(jī)總量為３億kW，約有60％是電動機(jī)消耗的，而采用變頻調(diào)速可使電動機(jī)節(jié)電約30％。另外顯著優(yōu)點(diǎn)是：⑴電機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，維修容易，運(yùn)行效率高，⑵電機(jī)容量大，⑶具有恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速特性，⑷可實(shí)行無沖擊電流啟動和快速制動，⑸體積小，價(jià)格相對低。