一、GIL（气体绝缘输电线路）：一种大容量、高安全的输电方式
（一）GIL：一种大容量、高安全、寿命长的输电方式
1、GIL 是一种气体绝缘输电线路
GIL(Gas-Insulated Transmission Lines)即气体绝缘输电线路，是一种采用SF6等气体绝缘、 外壳与导体同轴布置的高电压、大电流、长距离电力传输设备。GIL 的气体绝缘系统由 绝缘件、导体、铝合金管材外壳以及绝缘气体组成。其中，绝缘件用于将导体固定于管 道系统中心从而保证电场的均匀分布，通常由环氧树脂和填料制成，常用的主要有支柱 绝缘件、盆式绝缘件和气密盆式绝缘件三种；外壳材料为铝板或挤制型材，具有气密特 性的分子结构，同时通过严格的焊接条件保证输电线路的气密性；导体管由铝含量>99.5% 的电气铝制成，电阻和输电损耗低；滑动触头则用于补偿导体电流发热产生的热膨胀。 GIL 通常由直线模块、转角模块、补偿器模块和隔离模块 4 种标准单元组成。直线模块 是单相绝缘的 GIL 段，可以在隧道内不采取任何外部防腐保护来敷设，其弯曲半径通常 大于 400m，如果需要比直线模块的弹性弯曲更大的转向则需加转角模块。隔离模块用于 分隔气室提升系统安全性，并且在 GIL 调试时连接高压试验设备，需每隔 1000-1500m 进 行放置。补偿器模块则用于补偿外壳管长度方向的热运动，可以吸收 300-400m 的外壳管 热膨胀，通常安装在隧道内，直埋 GIL 无需加装该模块。
具体来看，在实际进行输电线缆的选取时，GIL 输电的以下特点往往是重要优势： ① 绝缘气体 SF6性能优良：1）化学性质稳定：SF6 属于惰性气体，本身无毒，超过 700℃ 或在电弧作用下才会分解。一方面，GIL 不具备开断电功能，因此电弧分解风险小。 另一方面，GIL 运行的最高温度由绝缘材料决定，通常在 105-120℃，按照相关标准 规定的可触摸温度，直埋式 GIL 的土壤温度范围是 40-50℃，隧道安装时温度为 60～ 70℃，再加上气体优良的对流传热特性，GIL 壳体内局部过热风险较小。因此，在 实际运用中 SF6 几乎不会发生分解。2）电气性能优异：SF6 具有高灭弧能力和高绝 缘能力，而 GIL 的高灭弧能力是无足轻重的，因此可以部分地通过提高气压的 N2/SF6 混合气体来补偿其绝缘能力。有关研究显示，仅需使 SF6 含量从 0 提升到 20%，其 标幺固有电气强度??? 0 就能从使用纯 N2 时的不到 0.4 提升至 0.69，相同绝缘强度所 需的压力? 0减少一半以上。因此，为节约成本，在实际应用中也有采用混合绝缘气 体的案例。② 输电能力强：在高压输电应用中，线缆材料本身和环境都存在最高温度限额。线缆 的输电载流量与最高允许导体温度、周围环境温度、导体电阻等因素有关，输电能 力越强，对于线缆的散热能力和损耗的要求越高，因此高压线常以架空裸线的方式 敷设。GIL 采用 SF6 气体进行绝缘，能够有效降低输电时的温度和损耗，输电能力 大幅提升，这使得超、特高压输电入地成为可能。目前 GIL 技术已能够广泛覆盖 10- 1000kV 各电压等级，最高额定电流可达 8000A，当电流超过 400A 时损耗主要取决 于导体损耗，因此额定电流越高 GIL 输电优势越大。 ③ 安全性高：GIL 外部拥有坚硬的铝外壳，内部由铝、SF6 或混合绝缘气体和环氧树脂 组成，这些原料都具有不可燃特性，不会增加火灾载荷，相比于常规电缆能够有效 降低火灾隐患。 ④ 电磁辐射小：GIL 运行时有完整的接地系统和低阻抗的外壳管，能够产生相当于导 体流经电流 99%的反向感应电流，因此重叠电流产生的剩余磁场非常低，在接地系 统的作用下，电场可近乎为零。得益于此，GIL 与架空线和常规入地电缆相比磁通 量密度最小。
2、横向对比：具备容量大、寿命长、安全性高等优势
GIL 与其他输电形式相比具有综合优势。目前输电主要用到地下高压电缆、架空线和 GIL。 与另外两种方式相比，GIL 在安全性、线路损耗、额定电流、智能化程度与运维难度上占 优势。尽管因 SF6 的使用以及隧道建设等使得 GIL 工程的短期投入显著高于常规电缆与 架空线，但考虑到 GIL 更长的使用寿命，全生命周期来看，高电压等级的 GIL（如 220kv 以上）设备将更经济。
（二）应用场景：多用于大型电站出线，向城市、工业以及电网拓展
GIL 应用场景逐渐从发电端拓宽至配电端。随着经济发展，社会用电需求不断增长，带 动发电装机量增长、高压电网建设加速，再加上充电桩布局的提速，对电网的输电能力 和输电安全性提出了新要求，GIL 的使用场景也随之拓展。最初 GIL 主要用于发电厂进 线与架空线和变电站相连接的路段中，如今被广泛用于城市电网架空线入地迁改、工业 园区以及一些复杂、严酷环境的高压输电场景中。
Ⅰ.大型水电、核电发电站：因 GIL 额定电流大、电压等级高，能够避免使用常规电缆时 对电流的多回路分流，弥补 500kV 以上电缆无法入地的缺憾，最初主要被用在核电站和 大型水电站的进线中，一直以来也是国外大型地下电站的高压引出线的首选方案。
Ⅱ.城市电网：城市电网在建设时主要考虑人居环境的安全性以及工程与城市经济发展的 协调性，近年来随着居民用电量的增加和电车充电等用电场景引入，高电压等级输电成 为刚需，加之城市面貌焕新和架空线整治的推动，GIL 在城市电网的应用空间更加广阔。 一方面，GIL 的绝缘气体化学性质稳定不存在毒害危险，电磁辐射小且所用材料不可燃， 有利于打造安全宜居的城市环境；另一方面，GIL 使用寿命高达 50 年以上，具备全生命 周期成本节约的优势，能够延长城市电缆翻新周期，且线缆入地能够提高城市地面空间 的利用率，改善城市面貌，创造更多的经济效益。因此，我们认为，GIL 是城市大容量输 电的最优解。
Ⅲ.工业园区：工业园区包括各类化工工业园、采矿冶金工业园、装配制造工业园、大数 据产业园区等，通常具有人员众多、环境复杂的特点，对于输电安全要求较高，同时园 内用电量大、所需电压等级高，采用 GIL 能够适配其输电容量和安全性要求。
Ⅳ.复杂场景输电：GIL 还用于一些自然环境恶劣、地形复杂、对输电安全性考验大的场 景。2019 年，苏通 GIL 综合管廊工程的投运打造了一个复杂环境下特高压领域的 GIL 应 用范例，该工程隧道长达 5468.5 米，盾构直径 12.07 米，最低点标高-74.83 米，是目前 世界上电压等级最高、输送容量最大、输电距离最长的 GIL 创新工程。工程建成后形成 华东特高压交流双环网，显著提高地区供电可靠性和安全稳定水平，为特殊环境高电压 等级输电提供优秀范例，也降低了对长江生态环境的影响。
（三）发展趋势：高压直流 GIL 是重点发展趋势
高压交流 GIL 技术相对成熟、有一定应用，高压直流 GIL 是重点发展趋势。交、直流 GIL 在电场分布、电荷积聚、多场耦合、金属微粒等方面有很大不同。虽然在长距离的高 压输电中，直流输电相比交流输电具有损耗低的优势，最初的 GIL 也是按直流设计的， 但直流在绝缘系统的电气稳定性方面出现很多问题尚待解决，因此 GIL 的研发走向交流 系统，交流 GIL 的研发相对很成功，产品也得到了对应的应用，直流 GIL 则仍有相关 技术需要攻克。目前直流 GIL 的研发及可靠性工程化应用需要攻克直流多场耦合特殊性、 直流材料与配方、结构设计、工艺质量管控以及在线监测等效考核 5 大技术难题。
二、跨江廊道资源或紧张，GIL 有望成为特高压项目设备新增量
（一）输电线路跨江廊道资源或紧张，GIL 管廊有望部分替代架空线路
1、特高压线路建设提速，跨江廊道资源或将紧张
十四五以来，特高压项目建设提速。截至 2023 年底，中国已建成特高压交流线路 19 条、 特高压直流线路 20 条，形成“西电东送”北、中、南三大通道的跨省跨区输电格局。特 高压通道是风光大基地新能源外送的刚需通道，历史上开工呈现一定周期性。2023 年国 内特高压项目开工 4 直 2 交，直流项目开工数量重回历史最高，十四五末特高压开工数 量有望维持高位。
特高压相关线路跨江选址廊道资源或将紧张。以长江为例，受端为华东地区的特高压线 路多需要穿越长江流域，为了避免江面中心立塔影响长江航道资源，特高压线路跨江通常在江面两岸立塔，跨江跨度越长，则立塔越高、施工难度与建设成本也越大。从过往 一些 500kv 和特高压跨江线路来看，铁塔跨江距离一般在 3km 以内，跨江距离越大，塔 高高度也越大，跨江距离超过 2km 时，塔高超过 300m。我们预计随着越来越多的特高压 线路和城市超高压跨江输电线路建设，输电工程跨江廊道资源将会越来越紧缺。
2、GIL 地下管廊跨江优势明显，未来有望获得一定推广
苏通 GIL 管廊是我国首个特高压跨江 GIL 管廊试点项目。淮南～南京～上海 1000 千伏 交流特高压输变电工程苏通 GIL 管廊工程（简称苏通 GIL 管廊工程）于 2016 年 8 月 26 日开工建设，2019 年 9 月 26 日正式投运，起于南站（苏州），止于北站（南通），总投资 47.63 亿元，管廊（隧道）总长 5530.5 米，盾构段长度 5468.5 米，是目前世界上电压等 级最高、输送容量最大、技术水平最高的超长距离 GIL 创新工程。 相比架空线路跨江，GIL 管廊在对航道、生态影响等方面的优势明显。仍以苏通 GIL 管 廊为例，项目工程原架空线方案需要在长江水体中立 2 基塔，对长江水生态产生影响（自 然生态、航运等）且电磁环境影响较大；而 GIL 管廊采用盾构法施工且无需在水体中立 塔，施工、运行期间都不会对长江水生态产生影响，通过管廊外壳、土层、水体的屏蔽作 用，电磁环境影响也小于架空线。
3、已经有多条特高压相关线路涉及规划 GIL 管廊
根据国家电网相关公告，除苏通 GIL 管廊外，2023 至今新增规划甘肃-浙江直流线路 GIL管廊工程项目（已经完成环评）、浙江环网特高压交流工程（预可研阶段）。目前这些特 高压相关 GIL 项目可分为两类，第一类为直接作为特高压线路输送通道的 1000kv GIL 管 廊，如苏通 GIL 管廊以及可能建设的浙江环网中 GIL 管廊；另外一类则为因特高压项目 建设而新建的超高压 GIL 管廊，如甘肃-浙江特高压直流线路，该类是因特高压线路占用 原有 500kv 交流输电线路跨江通道，所以新建 500kvGIL 过江管廊替代原有交流线路。
（二）特高压相关项目 GIL 设备需求测算
预计未来年度特高压 GIL 项目需求量在 10-20 亿元。根据苏通 GIL 管廊项目招、中标情 况，GIL 设备总共招标 4 个包，其中平高电气中标 2 个包，价值量为 8.6 亿元；苏通 GIL 管廊长度 5.88km，双回六相 GIL 设备长度约 35km，对应单价约为 4875 万元/km（单相价格）。浙江环网同为 1000kv 项目，管廊长度 4.9km，预计 GIL 设备需求为 12 亿元（假 设有一定降价，单相单价按 4000 万元/km 估算）；甘肃-浙江项目 GIL 部分电压等级为 500kv，单价假设为 2000 万元/km（单相价格），预计 GIL 设备需求约为 4.3 亿元。单个 特高压相关 GIL 项目的 GIL 设备需求价值量与项目电压等级、管廊长度需求较为相关， 假设未来特高压相关项目每年有 2 个运用到 GIL 技术，单个项目 GIL 设备规模 5-10 亿 元，预计特高压相关的 GIL 市场空间为 10-20 亿元。
三、核心壁垒在工程技术、业绩积累，预计竞争格局优质
（一）GIL 与 GIS 技术“同源”，核心壁垒是工程技术与业绩积累
GIL 技术与 GIS 本身部分“同源”。GIS 全称为气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear），通常采用 SF6 气体作为绝缘介质，包含断路器（CB）、隔离开关（DS）、接 地开关（ES、FES）、母线（BUS）、电流互感器（CT）、电压互感器（VT）、避雷器 （LA） 等高电压组件。其中，GIL（Gas-insulated Transmision Line）技术就来自 GIS 的母线，最 早名称也叫气体绝缘母线、压缩气体绝缘母线、管道母线等。但 GIL 和 GIS 也存在明显 差异，比如一般 GIL 的标准单元较长、使用简单形式的支撑绝缘子、设置了微粒捕捉装 置、机械强度更高等。
核心壁垒在于工程技术与过往业绩积累。影响 GIL 运行可靠性的因素除了 GIL 设备本身 的质量外，GIL 工程设计、基建、安装的质量对 GIL 产品的运行可靠性更大，这对企业 对产品质量的管廊、安装工艺、对各类应用场景工况的应对要求更高。考虑到 GIL 设备如发生故障，恢复时间长，影响范围大，业主对设备供应商的过往业绩会更加看重，也 因此尽管 GIS 已经基本绝大部分实现国产替代和国产 GIL 产品技术已经有应用的情况 下，目前业绩积累领先的外资企业 AZZ 供应了许多国内大型水电站、核电站 GIL 设备。
（二）核心供应商不多，竞争格局相对优质
GIL 设备供应商可分为 GIS 供应商和 GIL 专业供应商两大类。因 GIL 技术本身与 GIS 同源，国内 GIS 头部企业多有 GIL 技术储备，如平高电气、中国西电、山东电工、思源 电气、长高电新。另一类为 GIL 专业供应商，如江苏的安靠智电、外资 AZZ，GIL 业务 为公司自身主要核心业务，在 GIL 这个细分产品积累多年。
参考 GIS，预计 GIL 产品竞争格局会更加优质。电压等级越高，竞争格局越好，参考高 压 GIS，在 2024 年前四批国家电网集中招标中，GIS 中标 CR3/CR5/CR10 分别为 51.5%/71.3%/90.9%，考虑到 GIL 对工程技术要求和过往业绩积累更高，预计 GIL 市场竞 争格局会比 GIS 更优。 GIL 设备盈利水平预计较高。因 GIL 产品竞争格局好，仍处于国产替代中，产品盈利水 平较高，根据安靠智电年报披露，其 GIL 产品毛利率水平长期高于 40%。
（三）主要相关标的介绍
1、平高电气
公司业务范围涵盖输配电设备及其核心零部件的研发、设计、制造、销售、检测、相关设 备成套、服务与工程总承包，并积极发展运维检修、新能源、GIL、充电桩、智能终端、电锅炉及热储能、海上风电并网装备、智慧电网装备等新业务。核心业务为高压、超高 压、特高压交直流开关设备的研发、制造、销售和服务。 公司 2017 年在国家电网公司 7 月 10 日发布“2017 年淮南—南京—上海 1000kV 交流特 高压输变电工程苏通 GIL 综合管廊工程设备中标公示”中，在四个大包中拿下两个，合 同总额 8.61 亿元。
2、中国西电
公司主营业务为输配电及控制设备研发、设计、制造、销售、检测、相关设备成套、技术 研究、服务与工程承包等业务。公司主导产品包括 110kV 及以上电压等级的高压开关、 变压器、电抗器、电力电容器、互感器、绝缘子、套管、氧化锌避雷器、直流输电换流阀 等。 2023 年公司受让中国西电集团所持有的江苏南瑞恒驰电气装备有限公司 62.96%股权， 南瑞恒驰主营 GIS 和 GIL 两大产品，参与了南通滨江 220kv 线路迁改 GIL 工程和无锡 220kv 惠梁线迁改入地 GIL 工程。
3、长高电新
公司经营的主要业务包括输变电一二次设备的研发、生产和销售，电力设计和工程服务 以及新能源电力开发。公司有着丰富的产品开发和制造行业经验，业务遍布全国各省及 部分海外国家。主要为我国的电网系统提供高压隔离开关（DS）、组合电器（GIS）、断路 器（CB）、成套开关柜、环网柜、柱上断路器、配电自动化终端等电力设备一次及二次产 品，以及为客户提供电力工程设计和 EPC 总包等服务，公司业务和产品聚焦于输变电设 备及新能源电力和储能的相关产业。 2024 年 6 月 1 日公司公告新建 GIL 装配厂房投资规划，拟建设 GIL 装配厂房一栋并购置 相关生产及检测设备。使其具备 220-1000kV 电压等级 GIL产品的研发及生产装配能力。
4、安靠智电
安靠智电致力于电缆连接件系统、GIL 系统、以“开变一体机”为核心的智慧模块化变 电站系统及智慧海绵光储充系统的创新研发，为客户提供涵盖发、输、变、配、储、用在 内的电力全产业链系统服务。公司以模块化、标准化、小型化、全绝缘、可入地的 GIL 和智慧模块化变电站为核心产品。 公司是国家工信部认定的 GIL 单项冠军，于 2015 年国际首创 220kV 三相共箱 GIL， 具备 10kV― 1100kV 全系列 GIL 产品生产能力，中标过常州武进 500kv GIL、无锡荣巷 220kv GIL、鲁西化工 220kvGIL 等众多 GIL 工程项目。
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