控制電纜霉變研究及處理措施

引言

控制電纜所處環(huán)境復(fù)雜,具有陰暗潮濕、通風(fēng)效果差等特點(diǎn)。隨著使用時(shí)間的增加,架設(shè)在橋架上的控制電纜會(huì)出現(xiàn)霉變的跡象,尤其是在空氣濕度較大、通風(fēng)效果差的位置,霉變更為明顯。電纜表面長(zhǎng)霉后,不僅影響其表觀質(zhì)量,還會(huì)減弱絕緣材料的介電強(qiáng)度,甚至出現(xiàn)電擊穿,由此誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

因此,以科學(xué)的方法診斷電纜霉變現(xiàn)象,評(píng)估該部分電纜的性能,并采用合理的方法進(jìn)行處理至關(guān)重要,本文將就此加以探討。

1長(zhǎng)霉對(duì)控制電纜造成的不良影響

1.1長(zhǎng)霉對(duì)無護(hù)套絕緣電線電纜的不良影響

(1）影響產(chǎn)品外觀,使其表面變色,擦凈后在霉菌生長(zhǎng)區(qū)域留下痕跡。

(2）影響表面絕緣電阻,有漏電的可能。

(3）影響體積電阻率。

(4）最嚴(yán)重的情況下,會(huì)降低介電強(qiáng)度,可能發(fā)生電擊穿,雖然概率很低。

(5）不排除影響機(jī)械性能的可能,但可以肯定的是,要發(fā)展到材料的機(jī)械性能明顯降低并產(chǎn)生嚴(yán)重危害,時(shí)限必然大大超過前幾種現(xiàn)象。

1.2長(zhǎng)霉對(duì)有護(hù)套絕緣電線電纜的不良影響

從理化性能和電氣性能的變化現(xiàn)象來看與無護(hù)套電纜相似,若將電纜表面蔓延的霉菌擦干凈,且電纜在以后的敷設(shè)和運(yùn)行中,護(hù)套不再生長(zhǎng)霉菌,則從本質(zhì)上來說,其對(duì)電線電纜的長(zhǎng)期使用影響不大,但護(hù)套表面會(huì)留下生長(zhǎng)過霉菌的痕跡[1]。另外,采用改性控制電纜霉變制劑制作的控制電纜,在濕熱及高電場(chǎng)、高磁場(chǎng)等特殊環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行沒有發(fā)生明顯的霉變,絕緣未受到明顯影響,使用壽命得到了有效延長(zhǎng)。

2長(zhǎng)霉電纜的檢測(cè)及誘因分析

2.1霉菌檢測(cè)

電纜霉變情況如圖1、圖2所示,可以發(fā)現(xiàn),電纜上呈現(xiàn)出較多0.5～1cm的白色霉菌,形態(tài)分布方面以片狀為主,局部摻雜部分斑點(diǎn)狀。部分電纜的霉菌生長(zhǎng)能力較強(qiáng),影響范圍較大。電纜長(zhǎng)霉的區(qū)域普遍存在空氣流通效果差、濕度大的特點(diǎn),電纜表面呈潮濕狀態(tài),而反觀未長(zhǎng)霉電纜的區(qū)域,則以干燥狀態(tài)為主。

圖1廊道.長(zhǎng)霉電纜現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2廠房B長(zhǎng)霉電纜現(xiàn)場(chǎng)圖

以廊道A(電纜長(zhǎng)霉嚴(yán)重）、廠房B(電纜長(zhǎng)霉程度輕微）兩處為例,對(duì)電纜的霉菌、周邊的空氣、積塵、積水取樣,安排檢測(cè),結(jié)果顯示共存在包含黃曲霉、黑曲霉在內(nèi)的7種霉菌,均為常見污染菌。

從數(shù)量方面來看,廊道A的霉菌總量較多,相比之下,長(zhǎng)霉程度輕微的廠房B僅存在少量的霉菌:中層、下層電纜橋架的空氣樣品檢測(cè)結(jié)果顯示,該處霉菌較多,筆者認(rèn)為該現(xiàn)象與霉菌孢子沉降積累有關(guān)。

通過對(duì)電纜表面霉菌的分析可知,廊道A、廠房B兩處電纜表面霉菌分別達(dá)到260'FU/cm2、95'FU/cm2,顯然具有前者污染重、后者污染輕的特點(diǎn)。此外,環(huán)境積塵檢測(cè)結(jié)果顯示,各部分樣品的積塵中均有霉菌及其孢子,且含量較大,相比之下又以廊道A電纜橋架處最為明顯,該部位積塵中的霉菌量明顯偏高,達(dá)到335'FU/g,廠房B雖然存在霉菌,但有所減少,為102'FU/g。對(duì)于環(huán)境積水的檢測(cè),結(jié)果顯示其中雖然存在霉菌,但總量相對(duì)較少,保持在合理區(qū)間內(nèi)。

由此可見,廊道A周邊環(huán)境中霉菌較多,大量分布在空氣和積塵中:而廠房B雖然也存在部分霉菌,但相對(duì)較少。進(jìn)而得知,在導(dǎo)致電纜霉菌污染的各類因素中,環(huán)境因素占據(jù)的比重較大。

2.2長(zhǎng)霉誘因

電纜長(zhǎng)霉現(xiàn)象的出現(xiàn)與其材料特性、周邊環(huán)境均有密切關(guān)聯(lián)。電纜生產(chǎn)過程中會(huì)摻入包含炭黑、碳酸鈣在內(nèi)的多類添加劑,而這些添加劑對(duì)霉菌的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。目前市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的無鹵低煙阻燃護(hù)套,其中填充了豐富的氫氧化物和硬脂酸,給霉菌的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。霉菌是否生長(zhǎng)一定程度上還取決于周邊環(huán)境,例如溫度、濕度、氣流,通常在濕度較大的環(huán)境中容易出現(xiàn)霉菌。長(zhǎng)霉區(qū)域的分布有其特定的規(guī)律,通常集中在地表以下。部分地表和墻體存在積水,通道也偏潮濕,該處的相對(duì)濕度較大:通風(fēng)口布設(shè)位置規(guī)劃在通道的上方,但該部分風(fēng)口面積較小,并不能形成良好的空氣對(duì)流,若此處產(chǎn)生霉菌且未得到有效的清理,霉菌將在空氣的流動(dòng)下擴(kuò)散,導(dǎo)致通道區(qū)域內(nèi)有較為嚴(yán)重的霉味。除此之外,局部空氣中霉菌含量較高,電纜由于長(zhǎng)時(shí)間靜置而產(chǎn)生大量積塵,部分區(qū)域還有油污附著,也是霉菌生長(zhǎng)的誘因。

3長(zhǎng)霉電纜的性能評(píng)估

電廠運(yùn)行過程中不具備電纜斷電的條件,受此限制,無法從中截取部分電纜用于測(cè)試。為了滿足測(cè)試需求,采取的是壓縮模量測(cè)試和近紅外光譜分析的方法,以無損方式完成測(cè)試(全程電纜均不存在受損的問題）。

實(shí)測(cè)結(jié)果顯示,無論哪類電纜,長(zhǎng)霉部位的壓縮模量均較大,相比用于測(cè)試的未長(zhǎng)霉電纜而言,增加約20%,從這一角度來看,長(zhǎng)霉部位的電纜護(hù)套變硬,較之于正常狀態(tài)下的電纜而言,其物理性能發(fā)生了變化。從既有試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看,壓縮模量變幅在60%以上時(shí)才會(huì)顯現(xiàn)出物理性能的顯著變化,而實(shí)測(cè)結(jié)果顯示長(zhǎng)霉電纜的彈性模量雖有變化但幅度較小,意味著長(zhǎng)霉電纜尚未嚴(yán)重老化。根據(jù)圖3可知,各樣品的圖譜數(shù)據(jù)并無顯著差異,意味著長(zhǎng)霉與未長(zhǎng)霉的外護(hù)套均保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)(指化學(xué)變化層面）。

圖3樣品的紅外光譜

前述分析結(jié)果顯示,長(zhǎng)霉雖然會(huì)使電纜護(hù)套的物理性能發(fā)生改變,但對(duì)化學(xué)性能的影響輕微,在此影響下,電纜的功能雖然受損但并不嚴(yán)重。

現(xiàn)有的防霉技術(shù)方案往往是在電纜制作過程中添加普通防霉劑、霉菌抑制劑、除霉分解因子等混合制劑,以防止控制電纜在濕熱及高電場(chǎng)、高磁場(chǎng)等特殊環(huán)境下發(fā)生霉變,其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用效果并不理想,達(dá)不到防霉的目的,控制電纜霉變問題未得到有效控制,電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)依舊存在。

新研制的改性電網(wǎng)專用控制電纜霉變制劑主成分為專業(yè)的75號(hào)工業(yè)防霉劑、納米氧化鋅、沸石粉、水楊酰苯胺、惡唑酮,副成分為除霉分解因子、霉菌抑制劑、抗氧化劑、抗衰變劑、微量穩(wěn)定劑。在電纜制作過程中滲入該制劑,能從源頭抑制霉菌生長(zhǎng),在濕熱及高電場(chǎng)、高磁場(chǎng)等特殊環(huán)境下防止電纜霉變,提高絕緣護(hù)套的表面絕緣電阻、體積電阻率和介電強(qiáng)度,有效延長(zhǎng)控制電纜使用壽命,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4電纜霉變的防治措施

電纜終端得到有效密封時(shí),被外護(hù)套包裹的絕緣層性質(zhì)穩(wěn)定,未見長(zhǎng)霉現(xiàn)象。部分電纜已經(jīng)長(zhǎng)霉但未劣化,此時(shí)如果能以科學(xué)的方法有效防治,后期使用護(hù)套、無霉菌生長(zhǎng)的情況,則對(duì)電纜的長(zhǎng)期使用不會(huì)造成太大影響[3]。在電纜霉變的防治工作中,主要應(yīng)根據(jù)霉變?cè)虿扇♂槍?duì)性方法,較為常見的有兩類:(1）物理方法,降低溫度和濕度,予以足夠的光照,盡可能消除長(zhǎng)霉的條件。(2）化學(xué)方法,借助防霉防腐劑來達(dá)到防治霉菌污染的效果。但需注意的是,所用的防霉防腐劑必須滿足環(huán)保要求,不可對(duì)人體健康造成傷害,也不可損傷電纜材料,在使用過程中可采取表面擦拭、空氣噴灑等方法。

在霉菌防治過程中,需要考慮到防治效果、操作便捷性、環(huán)保特性、成本等多方面要求。結(jié)合經(jīng)驗(yàn),下文提出了現(xiàn)階段較為常見的幾種方法,并在分析優(yōu)劣的基礎(chǔ)上評(píng)估其可行性。

(1）整體更換電纜。確定存在發(fā)霉現(xiàn)象的電纜,挑選具有耐霉菌特性的電纜進(jìn)行替換,從根源上解決電纜霉變問題。該方法的優(yōu)勢(shì)在于可以根治霉變,但操作難度大、周期長(zhǎng)、成本高。

(2）改造通風(fēng)系統(tǒng)。先確定電纜霉變的區(qū)域,對(duì)該處的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí),切實(shí)優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,以保證溫度、濕度、空氣流動(dòng)速度等更加合理。該方法適應(yīng)性較好,可以長(zhǎng)期規(guī)避電纜霉變問題,但也存在成本較高的局限性。同時(shí),通風(fēng)系統(tǒng)的改造是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作,涉及諸多細(xì)節(jié),對(duì)實(shí)際執(zhí)行提出了較高的要求。總體來看,改造通風(fēng)系統(tǒng)有一定的可行性,具體還需權(quán)衡成本、改造效果等,確定綜合應(yīng)用效果較佳的方案。

(3）噴灑防霉劑。若電纜存在發(fā)霉現(xiàn)象,可先清理其上的霉菌,待該處保持相對(duì)潔凈的狀態(tài)后,噴灑防霉劑。該方法的優(yōu)勢(shì)在于操作便捷、成本低:不足之處在于難以從根源上防治霉菌,即后續(xù)可能仍有霉變現(xiàn)象,從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看,需在電纜霉變的處理方面投入較多的時(shí)間和精力。因此,噴灑防霉劑的方法可行性欠佳,但在條件允許時(shí)可作為備用方案。

(4）噴涂防霉涂層。若部分電纜已經(jīng)發(fā)霉,可先清理其表面殘留的霉菌及各類雜物,待該處恢復(fù)潔凈狀態(tài)后,噴涂防霉涂層。該方法的優(yōu)勢(shì)在于成本較低,操作具有便捷性,能夠確保電纜在相對(duì)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生霉變:但必須在正式操作前組織現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證,確定最為合適的方案。因此,噴涂防霉涂層的方法有較高的可行性,可以靈活地應(yīng)用在電纜霉變防治工作中。

5結(jié)語

綜上所述,霉變是控制電纜使用期間較為常見的問題,此現(xiàn)象的出現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)偏潮濕、通風(fēng)效果差等因素有關(guān),同時(shí)電纜材料自身特性也會(huì)在一定程度上促使霉變的產(chǎn)生。電纜霉變的影響較為嚴(yán)重,可能會(huì)導(dǎo)致絕緣性能下降,甚至誘發(fā)安全事故。因此,建議相關(guān)部門給予高度重視,對(duì)更換電纜、優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)、噴灑防霉劑、噴涂防霉涂層等方法進(jìn)行可行性分析,以合理的方式完成電纜霉變的防治工作。