尼龍12在防白蟻電力電纜的應用

曹永剛， 李影麗， 楊建偉， 潘明星

(江蘇亨通電力電纜有限公司，江蘇吳江215234)

0 引言

白蟻主要分布在北緯45℃到南緯45℃之間的熱帶、亞熱帶地區。在中國，白蟻則主要分布于華南一帶，發現有白蟻破壞電力電纜的地區主要有:廣東、上海、福建、臺灣、江西、浙江、安徽、四川、湖南、湖北、云南、海南、廣西壯族自治區等。據統計廣東地區由于白蟻對電纜危害造成的故障占電纜故障總數的60%～70%。為了保證電纜線路的安全、可靠運行，凡是在有白蟻活動的地帶，電纜都應采取防白蟻措施。澳大利亞是白蟻活動多發地區，因此其電力電纜對防白蟻的要求較高，經過澳大利亞多年的經驗證明，采用尼龍12護層的防白蟻電力電纜是最可靠、最環保的產品。

在國內尼龍12防白蟻護層應用并非沒有先例，早已普遍使用在光纜的防白蟻結構中。由于電力電纜結構尺寸較大，尼龍12在電力電纜上的使用工藝一直不成熟，在生產過程中會造成很大的浪費;加之尼龍12價格較高，其作為防白蟻層的電力電纜成本居高不下，因此國內一直未推廣使用。

我公司不斷改進工藝方法，總結了一整套成熟的工藝方法來保證尼龍12防白蟻護層的加工。有效減少了尼龍12在加工過程中的浪費，控制了電纜成本，使尼龍12防白蟻電力電纜投入市場后不斷贏得客戶青睞，創造了很好的社會效益和經濟效益。

1 電力電纜防白蟻方法分類及對比

目前國內電力電纜主要的防白蟻方法可分為兩大類:施工防白蟻;電力電纜本體防白蟻。

1.1 施工法防白蟻

施工法防白蟻是通過電纜敷設、施工、維護時采取一定措施進行白蟻防治。根據電纜蟻害十分嚴重的廣東省的電力電纜施工經驗，雖然現有的電力電纜生產廠家稱都有防白蟻的功能，但在運行中還是遭受白蟻的蛀蝕，因此目前施工法對白蟻危害防治至關重要，尤其是采用普通電力電纜(不具備防白蟻性能)。有時候具有一定防白蟻效果的電力電纜，也需要采取某種輔助施工防白蟻措施，確保電纜不受白蟻危害。

施工法主要有:毒土法、誘殺法、物理屏蔽法等。施工法因其對環境的污染、生態的破壞、較高的施工成本和周期、維護費時費力、缺乏持久的可靠性等缺點，故并非電力電纜防白蟻的最佳方案。

1.2 電力電纜本體防白蟻

電力電纜本體防白蟻是通過對電纜結構的特殊設計使電纜具有防白蟻的性能。這種防白蟻電力電纜采用工業的方法加工電纜的防白蟻護層，可以高效、低成本地實現電纜防白蟻，應該得到廣泛推廣。

2 電力電纜本體防白蟻分類及對比

電力電纜本體防白蟻又可以分為:化學法防白蟻;物理法防白蟻。

2.1 化學法防白蟻

化學法防白蟻是在電纜的護套材料中添加化學藥劑，使白蟻在靠近或者啃咬電纜外護套時，被殺死或者趨避。目前主要使用添加低毒的驅避劑，這些材料是依靠氣味或接觸時對嗅覺及味覺粘膜的刺激，起到驅避作用來達到防白蟻的目的，但其缺點是:(1)護套所含化學藥物遷移會造成環境污染;(2)由于電纜的熱效應，使護套所含的防白蟻藥物老化、緩釋，使電纜防白蟻性能降低，故不能保證電纜的防白蟻性能長期有效;(3)在電纜防白蟻層加工過程中，散發出有害氣體對生產者造成健康危害;(4)防護劑的毒性和時效性相互矛盾制約了此方法的發展。

2.2 物理法防白蟻

物理法防白蟻利用電纜防白蟻護層材料的硬度(≥邵氏D64)及表面光滑度，使白蟻無從下口啃咬來達到防白蟻的目的。它解決了化學法防白蟻有毒物質對自然環境的污染、對生態環境的破壞等問題，可以保證長期有效的防白蟻性能，不需要再采取施工法防白蟻輔助保護。

3 物理防白蟻法種類及分析

目前國內的方法主要有:半硬PVC擠出層、改性聚烯烴擠出層、黃銅帶繞包、尼龍12擠出層等。

3.1 半硬聚氯乙烯(PVC)擠出層

此方法是在電纜的外護層中擠出一層不小于1.5 mm的半硬PVC材料。目前半硬PVC防白蟻護層只有在小外徑的通信電纜中有使用經驗。由于其硬度較高，斷裂伸長率指標很小，使用在大規格電纜上彎曲半徑太大，且易斷裂，加工性能、耐低溫等性能都較差，所以不適用于電力電纜。

3.2 改性聚烯烴(退滅蟲)擠出層

此方法是在電纜護層中擠塑一層不小于1 mm改性聚烯烴材料。改性聚烯烴材料標準可參考YD/T 1020.2—2004標準執行。硬度≥邵氏D64，維卡軟化點110℃，滿足防蟻要求，耐低溫，柔韌性較理想，加工性能較好，通常與聚乙烯護套配合使用。改性聚烯烴材料由于電力電纜在工作溫度時護層可以達到60～80℃，這可能會影響到材料的硬度，導致防白蟻性能下降，目前多用于通信電纜、光纜中。

3.3 黃銅帶繞包

此方法是在電纜的護層中重疊繞包不小于0.1 mm的黃銅帶，除防白蟻效果較好外，還具有較好的防鼠效果，同時作為屏蔽層還具有較好的電場屏蔽效果。由于黃銅帶密度約為8.89 g/cm3，用量大，成本較高，限制它的推廣。目前多用在綜合要求較高的場所，如廣東地鐵用電纜中有大量使用。但是金屬材料耐腐蝕性較差，如果外層護套被破壞，長期暴露被腐蝕后，會影響電纜防白蟻功能。建議此類電纜敷設于無腐蝕性液體或氣體的環境下。

3.4 尼龍12擠出層

尼龍12護層防白蟻電力電纜結構是在滿足GB/T 12706標準結構設計基礎上，在結構中增加不小于0.2 mm的尼龍12護層來實現的。尼龍12材料標準可參考YD/T 1020.1—2004標準執行。尼龍12護層可以包覆在絕緣外的任一護層中(鎧裝內外、金屬屏蔽內外、外護套內外)。無論包覆在哪一層，務必保證尼龍內外均有擠出型非金屬護層作保護，以免尼龍在生產、敷設過程中被破損。對于直埋型電纜或有腐蝕性液體或氣體的環境下，建議尼龍層設計在外護套內或外，以防止白蟻蛀穿護套后使鎧裝或金屬屏蔽被環境侵蝕破壞。

尼龍12具有優良的低煙無鹵、無毒、耐寒(－70℃)、耐熱(180℃以上)、耐候、耐油、耐溶劑、耐磨、韌性好、硬度≥邵氏D 67、維卡軟化點170℃、表面光滑等優點，可以滿足跟各種材質的電纜護層配合使用，保證電纜在整個生命周期內有效可靠的防白蟻性能。它能夠滿足地鐵、大型場館、石油、石化、冶金、礦山、鐵路等特種場所較高的環境要求。

4 尼龍12工藝特點及控制方法

由于尼龍12的特殊性，所以在加工過程中有一定特殊性，在此筆者根據自己的經驗總結如下，供各位專家探討。

4.1 材料干燥

尼龍12為極性分子材料，易吸潮，當濕度大于0.3%時就無法擠出。需要在擠塑前對尼龍12進行干燥，建議采用真空式干燥機，通常控制90℃干燥6 ～8 h。

4.2 厚度控制

尼龍12防白蟻護層厚度要求0.5～0.8 mm，如果過薄則不能保證防白蟻性能;如果過厚不但會導致電纜彎曲性能變差，還會增加制造成本。由于電力電纜外徑相對較大(最大超過100 mm)，需要大型護套擠塑機，對于大型的護套擠塑機，生產如此薄而均勻的厚度是非常困難的。建議采用內墊層與尼龍12雙層共擠生產。如果尼龍12與內墊層分開擠出，尼龍12層內的墊層應采用擠壓式擠出，主要是為了保證內墊層表面的光滑平整，尼龍12擠塑應選擇合適的擠管式模具，并抽真空，以保證尼龍12層與內墊層良好的貼合。

4.3 擠出溫度控制

溫度突變型材料，熔點高，擠出溫度范圍較窄，具有明顯熔點，約180℃左右，溫度過高引起焦燒，還可導致尼龍12呈液態狀無法擠出。溫度太低尼龍12會冷凝固化造成模具堵塞，所以溫度控制對尼龍12擠出至關重要。不同供應商的尼龍12擠出溫度會相差近50℃，建議擠出溫度按照原材料供應商的推薦，然后根據本公司的設備使用情況調試確定。由于尼龍擠出溫度很高，如果采用冷水驟然冷卻，會造成尼龍護層殘留內應力，使護套變脆易開裂。因此需采取溫水槽分段冷卻的方法，建議第一段水槽的水溫控制在50～60℃。

4.4 螺桿選擇

熔體粘度小，流動性大，所以生產中采用特殊設計的螺桿才能保證尼龍12層很好的擠出效果。通常螺桿的壓縮比2.5～3.5，長徑比25倍左右效果較好。

4.5 盤具選擇

由于尼龍12材料硬度較高，電纜的彎曲性能受一定影響，因此在生產、運輸、安裝使用時電纜最小彎曲半徑的設計選擇直接影響到電纜的防蟻安全性。根據經驗，尼龍12防白蟻電纜在生產、運輸中盤具的筒體直徑應不小于尼龍層外徑的30倍。安裝過程中電纜最小彎曲半徑不小于電纜外徑的30倍，安裝后電纜的最小彎曲半徑不小于電纜外徑的20倍。

5 防白蟻試驗

據了解，目前國際上沒有統一的防白蟻試驗方法標準。通常是在白蟻活動較為嚴重的現場實地敷設后，定期對電纜被白蟻蛀蝕的程度進行觀測記錄，以此作為試驗。這樣不利于電纜防白蟻性能的衡量和控制。

我國于1986年就發布了防白蟻試驗標準GB 2951.38—1986，但此標準于2005年10月14日廢止了。2011年8月1日由上海電纜研究所編寫，工業和信息化部發布的JB/T 10696.9—2011重新規范了防白蟻的試驗方法，包括三種試驗方法:擊倒法、群體法、蟻巢法。對于尼龍這種物理法環保型防白蟻電力電纜擊倒法顯然不適用，故需要采用群體法或蟻巢法。

但是這兩種方法都是根據電纜表面的蛀蝕程度劃定防白蟻等級的，電纜表面的定義是指電纜外護套還是防蟻護層未明確說明。如果是防白蟻護層，在樣品制備部分未明確說明要剝去防白蟻護層外的護層;如果指的是電纜外護套，這對于電纜防蟻護層不在最外層的電纜考核是不能滿足的，但是電纜完全可以保證在白蟻侵蝕的環境中安全使用。建議對標準進行修改:注明電纜表面為防白蟻護層表面，或在樣品制備部分補充說明要剝離防白蟻護層外的護層，使防蟻護層裸露進行測試。這樣就能適用于防蟻護層不在最外層的防白蟻電纜。

6 結束語

電力電纜的防白蟻重要性不容忽視。目前電力電纜防白蟻的方法，存在成本高、維護不便、環境污染、生態破壞、有效防護期不穩定等種種不足，應大力發展環保型物理防白蟻電力電纜。尼龍12防白蟻電力電纜是目前已知的最可靠、最環保的防白蟻電力電纜，如果能夠很好地控制生產工藝，減少生產中的浪費，就能使尼龍12防白蟻電力電纜更具市場競爭力。隨著國家對環保要求的提高，以及各種特殊使用環境更高的要求，尼龍12防白蟻電力電纜必將成為防白蟻電力電纜的主力軍。

［1］王春江，諸葛小維.尼龍12在野外特種用途通信電纜及其他專用電線電纜中應用［J］.電線電纜，2008(6):4-12.

［2］代 康.戶外通信線纜防蟻護套的比較研究［J］.現代有線傳輸，2000(4):15-17.

［3］黃海濤，何向東，張世軍.埋地電纜受白蟻危害的原因及其防治方法［J］.廣東電力，2008(7):12-14.

［4］宋明明.電力電纜尼龍12護套擠制工藝的探討［J］.電線電纜，2008(5):42-44.