电工电料技术工艺发展趋势分析
第一节 产品技术发展现状
1、 智能、小型、紧凑型GIS的研制开发，为达到以上目的，日本和欧洲企业从生产、安装、维护和管理角度出发，对GCB，DS/ES、主母线、避雷器和电缆头进行了模块化设计，这大大减少了组件的数量，从而做到GIS元件的标准化、模块化；为提高可靠性，减少所需操作功，在126～252kV高压开关上采用了自能灭弧技术，而在更高电压等级的开关上采用了自能与压气混合灭弧技术；在126～252kV开关上采用全三相共箱结构，在363～550kV开关上采用三相母线共箱结构，通过三工位开关，实现隔离、接地开关复合及功能的集成，从而在结构上做到更小；另外，同步操作、状态监测诊断、操作故障的自动识别和新兴传感器的应用使GIS智能化取得了很大进步。
2、 单断口耐压水平的提高，使GCB和GIS灭弧室结构简单，零件数量减少，体积减小，可取消断路器上的并联电容器等，从而使开关可靠性提高，维护量减小，且利于开发更高电压等级的产品。目前，国内单断口耐压最大的是西开罐式断路器，达550kV。
3、自能灭弧技术的提高和应用，第一代自能灭弧技术原理开发成功以后，第二代自能灭弧技术进一步减少了操作功．提高了开断性能和耐压等级。
4、在适应环境方面，真空技术得到进一步开发和应用，日本在1979年研制出168kV双断口瓷柱式VCB并投入运行，但由于造价高，无法与单断口的GCB竞争。近几年各国企业大力开发使VCB耐电压等级和经济实用性大为提高。如北开开发的ZW-126/1600-40户外真空断路器。
第二节 产品工艺特点或流程
电线电缆产品生产工艺流程：
1、铜、铝单丝拉制
电线电缆常用的铜、铝杆材，在常温下，利用拉丝机通过一道或数道拉伸模具的模孔，使其截面减小、长度增加、强度提高。拉丝是各电线电缆公司的首道工序，拉丝的主要工艺参数是配模技术。
2、单丝退火
铜、铝单丝在加热到一定的温度下，以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度，以符合电线电缆对导电线芯的要求。退火工序关键是杜绝铜丝的氧化。
3、导体的绞制
为了提高电线电缆的柔软度，以便于敷设安装，导电线芯采取多根单丝绞合而成。从导电线芯的绞合形式上，可分为规则绞合和非规则绞合。非规则绞合又分为束绞、同心复绞、特殊绞合等。
为了减少导线的占用面积、缩小电缆的几何尺寸，在绞合导体的同时采用紧压形式，使普通圆形变异为半圆、扇形、瓦形和紧压的圆形。此种导体主要应用在电力电缆上。
4、绝缘挤出
塑料电线电缆主要采用挤包实心型绝缘层，塑料绝缘挤出的主要技术要求：
4.1．偏心度：挤出的绝缘厚度的偏差值是体现挤出工艺水平的重要标志,大多数的产品结构尺寸及其偏差值在标准中均有明确的规定。 来源:输配电设备网。
4.2．光滑度：挤出的绝缘层表面要求光滑，不得出现表面粗糙、烧焦、杂质的不良质量问题。
4.3．致密度：挤出绝缘层的横断面要致密结实、不准有肉眼可见的针孔，杜绝有气泡的存在。
5、成缆
对于多芯的电缆为了保证成型度、减小电缆的外形，一般都需要将其绞合为圆形。绞合的机理与导体绞制相仿，由于绞制节径较大，大多采用无退扭方式。成缆的技术要求：一是杜绝异型绝缘线芯翻身而导致电缆的扭弯；二是防止绝缘层被划伤。
大部分电缆在成缆的同时伴随另外两个工序的完成：一个是填充，保证成缆后电缆的圆整和稳定；一个是绑扎，保证缆芯不松散。
6、内护层
为了保护绝缘线芯不被铠装所疙伤，需要对绝缘层进行适当的保护，内护层分：挤包内护层（隔离套）和绕包内护层（垫层）。绕包垫层代替绑扎带与成缆工序同步进行。
7、铠装
敷设在地下电缆，工作中可能承受一定的正压力作用，可选择内钢带铠装结构。电缆敷设在既有正压力作用又有拉力作用的场合（如水中、垂直竖井或落差较大的土壤中），应选用具有内钢丝铠装的结构型。
8、外护套
外护套是保护电线电缆的绝缘层防止环境因素侵蚀的结构部分。外护套的主要作用是提高电线电缆的机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人、阻止电缆燃烧等能力。根据对电缆的不同要求利用挤塑机直接挤包塑料护套。
一、裸线产品
1、在架空线中钢芯铝绞线仍是主要产品，但高导电率 (63%IACS) 铝将会得到较多应用。应扩大铝包钢和铝合金导电线在架空线中比例。
2、大力推广 OPGW 在架空线路中的应用。
3、在电气化铁路中应用铜合金接触线取代铜接触线。
二、电气装备电线电缆
1、建筑用线扩大交联聚乙烯布电线与聚氯乙烯绝缘尼龙护套电线的应用。
2、安装线及其它装备线将大力推广应用阻燃电线电缆。
3、汽车用线薄绝缘汽车线用量将会增多。
4、核电站用电线电缆国产核电站用电线电缆将会有所增多，有条件厂应从事核岛部分用电缆的开发。
5、光纤复合电气装备用电线电缆将会有所发展，例如智能化大楼要求光纤复合电梯电缆，煤矿、舰船要求光纤复合矿用、船用电缆等。
6、船舶与石油平台中压软结构 10kV 级电缆将会有所应用。
7、宇航器将采用轻薄绝缘结构，提高结构柔软性及耐高温、低温冲击性能。
三、电力电缆
1、lkV 及以下低压电力电缆尽管仍旧以 PVC 电缆为主，但是低压交联电缆逐步取代 PVC 电缆的趋势将有所加强，温水交联电缆应用量将会增加。低烟无卤阻燃电缆将有所发展。
2、6 ～ 35kV 中压电力电缆仍是交联电缆占统治地位，预制式电缆附件得到更广泛应用。
3、110 ～ 220kV 级交联电缆应用量将超过充油电缆，需要完善附件成套供应能力。充油电缆国内应用量减少，应增加充油电缆出口数量。
4、超导电缆
研究应起步。对基本结构、工艺制作、性能测试及超导连接进行
研究，争取制作出样品。
四、GIS的技术发展
GIS的发展趋势有两方面：72.5～330 k VGIS三相共箱化和复合化；550 k V GIS的断路器部分由双断口减为单断口，1100 k V GIS减为双断口，从而实现小型化。
三相共箱化是将主回路元件的三相装在公用的接地外壳内，内充SF6气体绝缘，并用环氧树脂浇铸绝缘子加以支撑和分隔.目前，对于500 k VGIS一般只做到母线三相共箱化，元件三相分箱.三相共箱化可缩小间隔宽度，如西门子8 DN8型72.5～145 kV GIS为三相共箱式结构，其占地面积仅为普通型GIS（分相式）的50％，间隔宽度仅为0.8 m；日本的275 kV三相共箱式GIS，将占地面积缩小了30％。
复合化是将断路器、电压互感器、隔离开关和接地开关共置于一个充SF6气体的罐内，由于线路侧元件复合化了，故大大减少了气罐的数量，也减少了密封部位和密封长度，加工简单，体积缩小。
五、紧凑型组合式户外高压开关设备的开发
将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器和电压互感器有机地组合，使之成为紧凑型组合式开关设备，这种设备大大节省变电站的占地面积，占地面积为敞开式开关设备的60％，简化了安装工序（整体运输），减少了维护费用.这种设备的价格比敞开式贵少许，但比GIS便宜很多，可节省投资.例如我国江阴市某变电站从ABB公司引进了145 k V紧凑型组合式开关设备，其综合造价只比采用常规敞开式开关设备的方案增加10％.因此，对这种技术、经济指标先进的紧凑型高电压设备，我们应加紧研制。
六、自能式SF6断路器的发展
为提高断路器的可靠性，降低操作功，20世纪80年代以来，利用电弧本身能量灭弧的自能灭弧结构开始问世，其工作原理一般称为自膨胀原理，或称为热膨胀原理和自能式灭弧原理.它是在短路开断时用电弧自身的能量加热SF6气体形成压力差吹弧，在开断小电流时用压气助吹熄弧.由于自能式灭弧是利用电弧自身的能量灭弧的，减少了灭弧室所需的压气能量，从而减少了操作功，其操作功仅为单压式的1／4～1／3，故可以使用可靠性较高的弹簧操动机构，免除了液压气动机构的漏液、泄气隐患，提高了系统的可靠性和安全性。
SF6自能式灭弧断路器出现于20世纪80年代中期，90年代后期已进入第二代自能式灭弧，现在ALSTHOM公司和AEGT＆D公司声称已发展到420 k V电压等级。
“九五”后期，我国一些厂家已研发出126 k V自能式SF6断路器，如原广州市高压电器厂于1998年通过鉴定的126 k V电压等级、额定电流2 500 A、额定短路开断电流31．5 kA的自能式SF6断路器.自能式灭弧断路器有操动机构简单的优点，但当短路开断容量增大时，开断速度受电弧本身能量的限制而不能提高，这是今后要努力解决的问题。
随着微型计算机的广泛应用，断路器的智能化问题亦随之提出，一种新型的断路器正在
研究和兴起，这就是智能操作断路器。
智能操作断路器是根据所检测到的电网中开关开断前一瞬间的各种工作状态信息，自动选择和调整操动机构以及与灭弧室状态相适应的合理的预定工作条件，以改变现有断路器的单一分闸特性。
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