2016年中国纸质绝缘材料行业发展情况、技术水平及细分行业发

　　（1）纸质绝缘材料细分行业简介

　　绝缘纸板及绝缘成型件等纸质绝缘材料作为电力工业的基础性有机固体绝缘材料，是制作电力变压器、电抗器、互感器、电机、电缆等必不可少的绝缘材料，尤其在油浸式变压器中应用最为广泛。

　　绝缘纸板是以100%未漂硫酸盐针叶木浆为原料制成的，具有机械强度高、平整度好、收缩变形小、电气绝缘性能高、使用寿命长等特点。根据变压器、电抗器、互感器、电机等设计的需要再加工成不同形状的成型件，如垫块、撑条、压圈、垫板等成型件。根据产品性能和适用电压等级不同，可以分为中低压、高压、超高压和特高压绝缘纸板。

　　绝缘成型件是以湿纸坯或绝缘纸板为原材料，利用专门的模具、采用专业的制造方法或专用机械加工方法成型的，用于电力设备中保证产品绝缘强度和机械强度的各种绝缘件。绝缘成型件的电气性能和机械性能主要取决于材料本身的性能，此外还与制造方法有关，不同的制造方法生产出来的成型件，性能会有差异。绝缘成型件按制造工艺不同可分为机械成型件、模压成型件、异型成型件和整体出线装置。

　　（2）纸质绝缘材料发展历史

　　20 世纪30 年代，瑞士魏德曼公司开始使用未漂硫酸盐木浆制造绝缘纸板和成型绝缘件，取代传统的酚醛纸板应用于变压器，开创了绝缘纸板工业时代。在世界电力工业发展历程中，输配电设备制造的发展已经经历了100 多年的历史。上世纪70 年代中期，随着电力需求不断增长，电力运输要求进行大容量长距离输电，输配电设备电压等级迅速向超高压方向发展。进入21 世纪，主要的输配电设备制造国家相继开展了特高压1,100kV、±800kV 电压等级输电技术的研究与产品生产。绝缘纸板和成型绝缘件也随着输配电设备电压等级的发展而不断发展。

　　绝缘纸板和成型绝缘件制造业在电力工业中属于十分专业的细分行业，制造优质、大尺寸的纸板和成型件不仅一次性投资大，投资回收周期较长，而且需要具备制浆造纸和变压器设计的专业技术。目前，全球主要绝缘纸板和成型绝缘件规模以上企业（集团）仅有十几家。

　　我国绝缘纸板的发展起步较晚，20 世纪60 年代以来，辽阳工业纸板厂、湖南省第一纸板厂和泰州绝缘材料厂开始生产电气用压纸板。20 世纪80 年代中期，我国成功研制交流500kV 的全套成型绝缘件，为特变电工、保变电气、西电集团等大型变压器企业提供成型绝缘件。但由于纸板幅面的限制，国内超高压输电设备使用的优质、大幅面绝缘纸板主要依赖国外进口，或由外资控股的泰州魏德曼公司供给。近年来，以发行人、泰州新源电工器材有限公司、常州市英中电器有限公司等为代表的国内企业先后取得一系列研发成果，引进或自主开发先进生产技术和装备，我国绝缘纸板及成型件行业的自动化水平有了较大的提高，成功缩小了与世界先进水平的差距，产能规模和市场占有率逐步提高，已基本能有效满足国内市场的绝缘纸板和成型绝缘件的需求。除产量继续增长外，国内企业生产的产品在品种需求结构方面也发生了较大变化，部分产品已达到世界先进水平，并开始应用于特高压变压器、高铁和轨道交通牵引变压系统等领域。

　　（3）行业技术水平

　　纸质绝缘材料是以100%未漂硫酸盐针叶木浆为原料经过特定工艺制成，具有以下技术特点：

　　1.产品工艺要求高

　　纸质绝缘材料中除了优质的纤维，不添加任何其他物质，水是浆料稀释、输送等工艺环节的唯一介质。水的洁净度直接影响绝缘纸板及成型件的电气强度和电导率。若绝缘纸板及成型件的杂质含量超标可能引起发热，甚至击穿、缩短变压器的使用寿命，进而影响整个输变电系统的安全。因此，纸质绝缘材料生产从原材料到产成品都有严格的控制，包括原料木浆的纯净度、设备的洁净度、生产工艺污染源的控制、生产环境清洁度控制，以及产品存储和运输的防护等均有较高要求。

　　2.电气性能要求高

　　纸质绝缘材料的电气性能是决定变压器、电机和电缆等设备绝缘性能的主要指标。随着电压等级的升高，对纸质绝缘材料性能的要求也不断提高，为确保纸质绝缘材料具备优良的电气性能，必须提高其制造水平。纸质绝缘材料的电气性能主要包括材料的绝缘电阻、电气强度、介质损耗及介电常数等四个方面。高纯度的木浆、纯净的水、洁净的生产环境、制造工艺经验和杜绝生产过程中的金属污染等技术是决定纸质绝缘材料电气性能的关键。

　　3.机械强度要求高

　　纸质绝缘材料的机械特性主要包括拉伸强度、伸长率、抗压强度、抗弯强度、密度和层间粘合性等指标。纸质绝缘材料不但要满足变压器等输变电设备对其电气特性的要求，而且其机械特性必须满足其线圈绕组的机械强度，如撑条、压板等支承和压紧件的机械强度对绕组的短路强度影响很大，在大型变压器中尤其重要。特别是电磁线圈匝绝缘、绝缘纸筒、垫块及绝缘压圈的机械强度要求更高。

　　（4）细分行业发展前景

　　一、输变电设备应用领域

　　①变压器

　　根据国家统计局数据，2008-2014 年，我国变压器产量从11.61 亿千伏安增长到17.01 亿千伏安，累计增长46.5%，年均增长6.6%。2015 年前10 个月我国变压器产量达13.4 亿千伏安。我国变压器历年产量情况如下图：

数据来源：国家统计局

　　根据下游变压器行业经验数据，国内变压器对绝缘纸板及成型件消耗量可保守估计为0.40 吨/万kVA。因此，按2014 年国内变压器产量（kVA）推算绝缘纸板及成型件市场需求量约为6.8 万吨。2015 年前10 个月我国变压器用绝缘纸板及成型件消耗量约为5.36 万吨。

　　②电抗器

　　电抗器作为电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等的电感性电器，通过其在电网中限流或限压，补偿高压输电线的容性电流或电压，从而起到稳定电网的作用，被广泛应用于远距离输配电线路。随着我国特高压电网的建设加快，电抗器市场需求也呈快速增长态势。

　　在“十二五”期间，由于我国特高压交流的投资额近2,700 亿元，而输变电设备投资占其中的45%，电抗器又占输变电设备投资的16%，所以可以计算出“十二五”期间我国电抗器市场容量超过190 亿元。

　　③互感器

　　近年来，受国家电网和农村电网改造、城市电能表更新换代的原因，加上国外电工仪器仪表产能逐渐向中国转移，我国互感器市场发展迅速，产量增长明显。2014 年我国互感器产量3,389 万台，同比2013 年的产量2,352 万台增长了44.09%①。随着新材料的不断应用，互感器也出现了不少新的种类，电磁式互感器更是得到了充分的发展，其中铁心式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力建设的发展需求。互感器行业的快速发展，极大地推动了上游绝缘材料的需求增长。

　　④电力电容器

　　随着电力工业的快速发展、技术进步以及无功补偿、节能降损管理的加强，电力电容器制造企业遇到了较好的发展机遇，电力电容器的市场迅速扩大。2014年，我国电力电容器产量为30,848 万kvar，比2013 年的30,047 万kvar 增长2.67%。

　　对电力系统进行无功补偿是电力电容器最主要的用途，其主要作用是提高功率因数、降低线路和输变电设备的损耗、改善受端电压质量以及提高输送功率，电力电容器的市场需求量与年新增发电装机容量有密切关系。2015 年，我国新增发电装机容量为12,974 万千瓦，同比增长24.2%③，新增发电装机容量的快速增长将促使电力电容器市场需求随之增长。

　　⑤输变电设备领域发展前景

　　近年来，国家不断加大电力电网的投资规模，电力行业发展迅速，农网改造、特高压以及智能电网建设、水电、核电以及风能、太阳能发电规模持续增长。据中国电力企业联合会统计，2015 年国家电网基本建设投资完成额4,602.99 亿元，同比增长11.80%。2010-2015 年我国电网建设投资额情况如下：

数据来源：中国电力企业联合会

　　根据国家能源局《配电网建设改造行动计划（2015～2020 年）》指出：我国将通过实施配电网建设改造行动计划，持续加大配电网资金投入，2015-2020 年配电网建设改造投资不低于2 万亿元，预计到2020 年，高压配电网变电容量达到21 亿千伏安、线路长度达到101 万公里，中压公用配变容量达到11.5 亿千伏安、线路长度达到404 万公里。根据《关于“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程的意见》提出，到2020 年，全国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖，农村电网供电可靠率达到99.8%。随着上述规划的实施，“十三五”期间，我国将迎来特高压交流骨干网架和跨区特高压直流工程建设、城乡配电网智能化建设改造投资高峰期，将进一步增加对输变电设备的需求。

　　二、电机和电线电缆领域

　　①电机

　　电机是利用电和磁的相互作用实现能量转换和传递的电磁机械装置，主要应用于电力、家电、冶金、汽车、消费电子等国民经济各个行业，具有量大面广的特点，与国民经济发展息息相关。电机主要包括导电材料、导磁材料和绝缘材料三种不同性质用途的材料，其中薄纸（纸板）可以作为复合绝缘材料的基材或单独作为绝缘材料，具有质地柔软、良好的机械性能、抗拉强度和表面平整度特性，而广泛用于中小型电机、分马力电机、高效电机和变频电机的槽衬、槽楔和端部衬垫绝缘。我国历年中小型电机行业销售规模情况如下图：

数据来源：公开资料整理

　　随着国家节能减排的积极推行及高效节能电机补贴政策的逐步落实，高效节能电机业将迎来爆发式的增长，节能环保电机设备将占国内新增中小型机电设备的60%以上，同时，随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术及控制理论的发展和应用，中小型电机应用领域日益广泛。

　　②电线电缆

　　电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线、特高压交直流输电线。电力电缆的结构一般从内向外分为电缆线芯、线芯屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽、内护层、内衬垫、加强带、外护层等。其中电缆绝缘层由于直接承受工作电压、直接与电缆线芯接触、需耐受大电流通过，因此，电缆的绝缘层材料是电缆能否承受高电压的关键所在，也就是防止电缆线路故障的关键所在。在电缆领域，薄纸是最常用的绝缘材料。

　　根据国家统计局数据，2014 年我国电力电缆产量高达5,570.37 万千米，同比大幅增长了32.8%。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长。2015 年1-10 月，我国电力电缆产量为4,475.27 万千米。我国历年电力电缆产量情况如下图：

数据来源：国家统计局

　　三、电气化铁路和城市轨道交通领域

　　电气化铁路和城市轨道交通上所行走的动车、高铁列车或地铁列车等电力机车所需能源由电力牵引供电系统提供，牵引供电系统一般分成牵引变电所和接触网两部分，牵引变电所的核心设备是路基牵引变压器和机车牵引变压器。由于牵引负荷极度不稳定、短路故障多，因此牵引变压器对负荷和抗短路冲击能力要强，对绝缘纸板的性能提出了更高的技术要求。

　　①电气化铁路

　　根据国家统计局数据，截至2015 年末，我国铁路营运里程为12.1 万公里，其中电气化运营里程为7.4 万公里，同比增长13.8%，高铁运营里程超过1.9 万公里，居世界第一位，占世界高铁总里程的60%以上。十二五期间，我国铁路电气化运营里程情况如下图：

数据来源：国家统计局

　　根据国家铁路局《中长期铁路网规划》，到2020 年，全国铁路营业里程达到12 万公里以上，电化率达到60%以上。根据国家铁路局《铁路“十三五”发展规划》，“十三五”期间，铁路固定资产投资规模将达3.5 至3.8 万亿元，其中基本建设投资约3 万亿元，建设新线3 万公里。至2020 年，全国铁路营业里程达到15万公里，其中高速铁路3 万公里。

　　②轨道交通

　　截至2015 年末，我国累计有26 个城市建成投运城轨线路116 条，运营线路长度3,612 公里。根据《“十三五”规划纲要》，到2020 年，我国城市轨道交通规划总里程将超过6,000 公里。我国城市轨道交通运营线路网里程趋势情况如下图：

数据来源：中国城市轨道交通协会

　　未来几年，随着我国新建铁路（高铁）的持续推进、铁路电气化的提升以及城市轨道交通的快速发展，轨道交通牵引变压器及配套绝缘材料行业将迎来广阔前景。