防白蚁电缆涂料抗台湾乳白蚁蛀蚀试验

防白蚁电缆涂料抗台湾乳白蚁蛀蚀试验

王春晓,田伟金,庄天勇* ,梁梅芳,杨悦屏,柯云玲
( 广东省昆虫研究所,广州510260)

随着我国城市电网改造的发展,埋地电缆的使用日益广泛,由于直埋高压电缆环境和运行特点,一直受到白蚁侵害的困扰( 刘文山等,2009) ,白蚁通过啃咬电缆外护套后,进入电缆内部。白蚁进入电缆内所产生的排泄物及分泌物都是酸性物质,对电缆有很强的腐蚀作用,使得电缆在短时间内绝缘遭受破坏,极易造成电缆事故( 林超雄,2009) ,轻则引起绝缘性能下降,或短路故障,重则导致漏电伤人,爆炸等严重事故( 何乃烟,1998) 。我国南方地区遭受白蚁危害引起的故障约占电缆故障总数的60% ~ 70% ( 戴南洲和王威,2003; 庄天勇等,2007) ,保护埋地电缆不受白蚁蛀蚀,已成为我们迫切需要研究的课题。国内外预防电缆被白蚁蛀蚀的方法主要有两大类: 一是屏障法,包括毒土法和改变土壤pH 法( 田伟金等,2009) ,使白蚁接触毒土即中毒死亡或白蚁不能接触电缆; 二是材料防白蚁,其主要是根据白蚁生物学、生态学特性而设计出来的防白蚁材料,包括在塑料电缆护套料中加入防白蚁剂的化学预防法( 崔江静和孙廷玺,2004; 王晓兵和许继葵,2003) 和利用塑料护套本身的硬度和韧度等物理性能( 崔江静和孙廷玺,2004; 钟文锋,2008) ,如退灭虫、尼龙绕外套等物理预防法。但药物型防白蚁护套电缆长埋地下,存在老化、药物缓释、造成防白蚁功能降低或失去防白蚁作用的缺点,如110kV 珠兰线仅3 年就失效( 崔江静和孙廷玺,2004) 。电缆运行管理部门已碰到不少药物型电缆被白蚁蛀蚀的案例。为了解决毒土法所造成的环境污染和药物容易流失的问题,笔者开展了埋地电缆防白蚁涂料的研制,对所研制的防白蚁电缆涂料进行了抗白蚁蛀蚀测试。

1 材料与方法
1. 1 供试白蚁
台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shirak 采自于野外,试验时在室内饲养一周以上。
1. 2 饲养缸
为直径100 mm、高度100 mm 的带盖玻璃缸。
1. 3 巢叶片
取自野外挖回的台湾乳白蚁主巢。
1. 4 供试松木块
把干松木块锯成约3 cm × 3 cm × 3 cm,并将各小木块的表面磨光滑。
1. 5 供试电缆
由广州市供电局提供,已投入运行约5 年,外护套曾受白蚁蛀蚀的电缆,从没有蛀痕的部分截取直径45 mm、长度为90 mm 的电缆共15 段,每段两端用环氧树脂封闭。
1. 6 供试涂料
普通涂料: 为不含防白蚁药剂的涂料,对电缆PVC、PE 外护套有较好附着力,固结速度快。
防白蚁涂料: 由广东省昆虫研究所蚁害安全监控研究中心研制,含1% 联苯菊酯( bifenthrin)乳油新型防白蚁涂料具有粘附力、抗外力作用强、缓释速度慢等特点。
1. 7 涂刷处理
用如下各处理分别处理电缆和木块。
处理1: 只涂防白蚁涂料
处理2: 先涂一层防白蚁涂料,再涂一层普通涂料
处理3: 只涂普通涂料涂
处理4 ( CK) : 不涂任何涂料
1. 8 抗白蚁蛀蚀试验方法
采用中华人民共和国国家标准GB /T2951. 38- 86 《电线电缆白蚁试验方法》之二,即实验群体法。具体方法如下:
将家白蚁巢片切成5 ~ 10 mm 的碎片, 置120 ℃的烘箱中烘1 h 后,取150 g 干巢碎片放入100 mm × 100 mm 的饲养缸内,加入90 mL 的蒸馏水后加盖,置40 ~ 60 ℃的恒温箱内,待巢叶片均
匀受潮后取出冷却待用。将各供试电缆和木块样品分别垂直置于试验缸内,留约1 /5 的试样露出巢片之上,每缸供试一段电缆。每缸分别放入家白蚁工蚁10 g,加盖后置于26 ~ 27℃的恒温箱中。本试验设置3 个重复。每天检查外观一次,记录白蚁活动情况。当缸内白蚁全部死亡或时间已达3 个月,即结束观察,取出供试电缆样品及松木块,检查白蚁蛀蚀状态。蛀蚀等级评定参照GB /T2951. 38 - 86 《电线电缆白蚁试验方法》之“群体法”中白蚁蛀蚀等级评定方法( 见表1) 。
表1 抗白蚁蛀蚀等级评定


1. 9 数据处理
采用SPSS 17. 0 系统对试验数据进行统计分析,对各处理间的差异性进行方差分析和Duncan's多重比较( P≤0. 05) 。
2 结果与分析
2. 1 各处理样品的白蚁蛀蚀状态比较
根据GB /T2951. 38 - 86 《电线电缆白蚁试验方法》的标准对本试验结果“白蚁蛀蚀等级”评定如表2: 四种处理的电缆样品表面均未见白蚁蛀蚀的齿痕,抗白蚁蛀蚀性能达到1 级。处理1 的木块和处理2 的木块抗白蚁蚀性能达到1 级; 而处理3 的木块,三个重复都被蛀蚀较严重,蛀蚀等级为2 ~ 3 级; 作为对照的处理4 的木块,三个重复均被严重蛀蚀,蛀蚀等级为4 级。
表2 各处理样品的白蚁蛀蚀状态

注: 处理1: 只涂防白蚁涂料; 处理2: 先涂一层防白蚁涂料,再涂一层普通涂料; 处理3: 只涂普通涂料; 处理4( CK) : 不涂任何涂料( 下表同) 。
2. 2 各处理样品的缸内白蚁存活天数比较
表3 结果表明: 处理1 的电缆和木块缸内的白蚁存活时间最短,分别为10. 33 ± 1. 53 d 和8. 67 ±1. 15 d,两者之间差异不显著; 处理2 的电缆和木块其缸内白蚁存活时间分别为24. 33 ± 2. 52 d 和21. 33 ± 2. 08 d,两者之间差异不显著; 用处理3的电缆和木块缸内白蚁存活时间分别为64. 00 ±2. 65 d 和62. 67 ± 2. 08 d,两者之间的差异也不显著; 处理4 的电缆缸内白蚁存活时间为72. 33 ±3. 06 d,而处理4 的木块第90 天试验结束时白蚁仍然活动正常,两者之间的差异显著。4 种不同处理的电缆相互间缸内白蚁存活时间差异显著,4 种不同处理的木块相互间缸内白蚁存活时间差异也显著。
表3 各处理白蚁存活天数

注: 表中数据为3 次重复的平均值,同列数据后小写英文字母不同者表示经DMRT 法测验差异显著

3 结论与讨论
本试验中所有不同处理的电缆样品抗白蚁蛀蚀性能达到1 级,说明电缆的塑料外护套在一定时间内本身具有一定的抗白蚁蛀蚀性能,或因实验群体法的试验时间较短,仅为三个月,其结果并不能真实反映电缆外护套的实际抗白蚁蛀蚀性能。台湾乳白蚁喜食松木块( 赵元,1999) ,在本试验中,以松木块代替抗白蚁性能最弱的电缆样品,未涂涂料的松木块被白蚁蛀空体积的大部分;涂了普通涂料的木块也被较严重蛀蚀,蛀蚀程度较未涂涂料的木块轻,说明涂了普通涂料后松木块对白蚁的喜食程度有所降低。而涂了防白蚁涂料的木块和涂了一层防白蚁涂料后加一层普通涂料的木块表面均无白蚁蛀痕,可见该防白蚁涂料有良好的抗台湾乳白蚁蛀蚀性能。从各试验缸中白蚁存活的时间看,涂防白蚁涂料的电缆和木块的缸内白蚁存活时间最短,说明防白蚁涂料对台湾乳白蚁有毒杀作用,而涂了一层防白蚁涂料后加一层普通涂料的电缆和木块缸内白蚁存活时间明显较涂防蚁涂料的长,可见普通涂料具有一定的隔离作用,避免了防白蚁涂料直接接触电缆周围的土壤,减少环境污染,既保护了埋地电缆周围的环境,又延长了防蚁效果,在实际应用中应推广此处理方法。对于护套材料内含有防蚁药物的防白蚁电缆,由于其防白蚁性能并不稳定( 钟文锋,2008) ,在埋设前将防蚁涂料涂于电缆护套表面,这样既可以增强电缆的预防白蚁蛀蚀特性,又大大减少护套中含有的防白蚁药剂的释放,起到双层保护作用( 钟文锋,2008) 。对已运行电缆,测寻发现外护套故障时,可在故障点采用此涂料法防白蚁。

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