電纜長霉檢測分析及防治方法

欒興峰，劉 韜，周 春，張 濤，張 維

(1.中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽314300;2.蘇州熱工研究院有限公司，江蘇 蘇州215004)

0 引言

電廠的地下電纜廊道，由于陰暗潮濕、通風(fēng)不良等情況，橋架上的電纜可能會長霉，護(hù)套表面出現(xiàn)“長毛”現(xiàn)象。尤其在南方的梅雨季節(jié)，空氣濕度大，溫度高，特別適合霉菌的繁殖生長，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)橋架上的電纜都會被霉菌大面積覆蓋。電纜表面長霉后，輕者會影響產(chǎn)品外觀，使表面變色，擦凈后也會在生長霉菌區(qū)域留下痕跡，重者可能會降低絕緣材料的介電強(qiáng)度，影響絕緣電阻和體積電阻率，甚至發(fā)生電擊穿，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此有必要對電纜表面長霉現(xiàn)象進(jìn)行診斷和試驗(yàn)分析，評估長霉電纜的性能狀態(tài)。本文以核電廠某處電纜長霉為例，對此進(jìn)行了分析和探討。

1 長霉電纜的檢測與原因分析

1.1 霉菌檢測

電纜長霉情況如圖1所示，橋架上電纜表面的霉菌為白色，長度在0.5～1 cm之間，附著在各種類型的電纜護(hù)套表面。霉菌大部分呈片狀分布，有小部分為斑點(diǎn)狀，還有些電纜表面有黑色霉斑痕跡。部分區(qū)域電纜霉菌蔓延生長，表面覆蓋面積約60%～90%。電纜長霉區(qū)域的空氣流通性差，電纜表面較為潮濕，可清楚看見電纜表面有水分，部分電纜廊道內(nèi)還有積水。沒有長霉電纜的區(qū)域，通常比較干燥。

對廠內(nèi)電纜長霉嚴(yán)重的廊道A和長霉較輕的廠房B兩處位置的霉菌、橋架周圍的空氣、積水和積塵進(jìn)行了采樣，得到兩組樣品，送到相關(guān)微生物檢測中心進(jìn)行了霉菌檢測，檢測結(jié)果如表1和表2所示。

表1 空氣霉菌檢測

圖1 長霉電纜

表2 環(huán)境樣品霉菌檢測

檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電纜表面的主要霉菌種類共有7種，分別是黃曲霉、土曲霉、黑曲霉、桔青霉、繩狀青霉、短柄帚霉和總狀毛霉，均為常見污染菌。

環(huán)境空氣檢測結(jié)果表明，所有樣品均有不同程度的霉菌污染。其中，廊道A中的霉菌數(shù)量較高，廠房B空氣霉菌數(shù)量相對較少;中層、下層電纜橋架的空氣霉菌含量較高，究其原因可能與霉菌孢子沉降積累有關(guān)。

電纜表面霉菌分析結(jié)果表明，廊道A電纜表面霉菌數(shù)最高達(dá)260 CFU/cm2，污染嚴(yán)重，廠房B為95 CFU/cm2，污染較輕。環(huán)境積塵檢測結(jié)果表明，積塵中檢測到大量的霉菌及其孢子，廊道A電纜橋架積塵中霉菌數(shù)量最高，可達(dá)335 CFU/g，廠房B為102 CFU/g。霉菌種類與電纜表面種類相近。

環(huán)境積水檢測結(jié)果表明，積水中霉菌數(shù)量較低，屬正常水平，種類主要含黑曲霉、土曲霉和桔青霉。

由此可見，廊道A電纜周圍環(huán)境樣品中(空氣及積塵)霉菌數(shù)量較多。相比之下，廠房B區(qū)域的空氣霉菌相對較少?？梢?，環(huán)境因素對電纜霉菌污染的影響較大。

1.2 長霉原因分析

有關(guān)微生物霉菌繁殖研究報(bào)告指出，物體長霉通常與其自身材料及周圍接觸物體性質(zhì)有關(guān)。電纜配方中的添加劑，如碳酸鈣、炭黑、石蠟或脂肪酸類等通常有助于霉菌生長。目前最常用的無鹵低煙阻燃護(hù)套材料，其中填充大量氫氧化物和一定量的硬脂酸，表面長霉的可能性是存在的。適合霉菌生長的因素主要是溫度、濕度、氣流及周圍環(huán)境有菌源或表面有污染，環(huán)境溫度在(30±2)℃、相對濕度大于95%、周圍氣流小于0.2 m/s、有菌源感染的情況，就容易長霉。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，長霉區(qū)域的電纜位于地表以下，除了冬季，其余季節(jié)溫度常年約20～25℃;現(xiàn)場多處地表及墻體有積水，通道內(nèi)相對濕度較高;通風(fēng)口位于通道上方，風(fēng)口面積不大，空氣對流不足，霉菌未及時(shí)清理，霉菌孢子隨空氣進(jìn)一步擴(kuò)散，表現(xiàn)為部分通道內(nèi)霉味較重，部分區(qū)域空氣霉菌含量較高，部分電纜上積塵較多，且有水滴、鐵銹、油污等污染物，以上環(huán)境因素為霉菌的繁殖生長提供了適宜的條件。

2 長霉電纜的狀態(tài)評估

因工作中的電纜不能斷電，更不能截取送樣到實(shí)驗(yàn)室做性能評估試驗(yàn)，因此采用壓縮模量測試［1］和近紅外光譜分析兩種無損診斷技術(shù)對長霉電纜進(jìn)行了測試評估。

針對電廠工作中的4種低煙無鹵類的電纜，測試部位分別為電纜表面長霉嚴(yán)重的部位和不長霉部位，壓縮模量測試結(jié)果如表3所示。

表3 壓縮模量測量結(jié)果

同時(shí)，用近紅外光譜儀采集了電纜未長霉處護(hù)套和長霉處護(hù)套的近紅外光譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行了對比分析，每個(gè)樣品采集5張光譜，如圖2所示。

圖2 樣品的紅外光譜

從表3中壓縮模量測試結(jié)果來看，所測4種電纜長霉部位的壓縮模量數(shù)值都比未長霉處要大，有的增量在20%以上，這說明長霉處的電纜護(hù)套外表面變硬，物理性能已經(jīng)發(fā)生了變化。但根據(jù)以往試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，電纜的壓縮模量變化超過60%時(shí)，其物理性能才會出現(xiàn)很大變化，因此可以說明這些長霉的電纜還未發(fā)生嚴(yán)重老化。

從圖2的紅外光譜圖可以看出，樣品的圖譜數(shù)據(jù)差異都不明顯，這表明所測電纜的長霉處和未長霉處的外護(hù)套沒有發(fā)生化學(xué)變化，也就是分子結(jié)構(gòu)還沒變，因此化學(xué)性質(zhì)也還沒變。

以上分析結(jié)果表明，長霉可能使電纜護(hù)套材料物理性能發(fā)生了變化，但材料的化學(xué)性能沒有發(fā)生明顯改變，說明電纜功能還未受到嚴(yán)重?fù)p害。

3 電纜長霉的防治

當(dāng)電纜終端密封完好的情況下，被外護(hù)套包覆的絕緣層不存在長霉的條件，對絕緣沒有影響。對于長霉還未發(fā)生絕緣材料劣化的電纜，若對電纜表面被蔓延的霉菌進(jìn)行及時(shí)防治，并且電纜在以后的運(yùn)行中，護(hù)套不再生長霉菌，則從本質(zhì)上說對電纜的長期使用影響不大［2］。通常，電纜長霉的防治方法有物理方法和化學(xué)方法。

物理方法主要是降低溫度和濕度，保持空氣流通，加強(qiáng)光照，去除表面污物，保持環(huán)境及材料清潔等［3］。

化學(xué)方法一般采用添加防霉防腐劑的手段來防止霉菌污染。在使用防霉劑時(shí)注意考慮對人體有無傷害、對材料性質(zhì)有無改變及最佳使用量等因素。防霉劑使用方式以表面擦拭(涂層)、空氣噴灑、材料添加、制作防霉包裝(防霉片、防霉袋)等為主，現(xiàn)實(shí)中采用什么樣的方法來防治霉菌，一般要考慮到成本高低、對人體是否有害、操作簡單、是否改變材料特性等因素。

針對電纜長霉，可采取的防治方法主要有:

(1)在電纜廊道設(shè)計(jì)或改造時(shí)，可提高通風(fēng)技術(shù)要求;

(2)清除通道及墻體積水，減低空間相對濕度，避免長期處于陰暗潮濕環(huán)境;

(3)及時(shí)清除電纜上出現(xiàn)的霉斑及污物，防止其進(jìn)一步擴(kuò)散繁殖;

(4)定期對電纜表面及其接觸材料擦拭防霉消毒劑，對其表面殘留的霉菌起殺滅及抑制再生長的作用。

4 結(jié)束語

長霉電纜性能測試結(jié)果和機(jī)理分析表明，短時(shí)長霉可能對電纜護(hù)套的外觀、機(jī)械性能等產(chǎn)生一定影響，但電纜仍能正常使用。但是，若電纜外護(hù)套因長期長霉發(fā)生了明顯改變，也會導(dǎo)致其絕緣性能下降甚至發(fā)生短路。因此，如果發(fā)現(xiàn)電纜大面積長霉現(xiàn)象，應(yīng)引起相關(guān)部門足夠重視，及時(shí)采取一些防治方法進(jìn)行處理。

［1］劉 韜，韓 飛，施海寧，等.壓縮模量監(jiān)測技術(shù)在核電廠電纜老化評估中的應(yīng)用［J］.核動力運(yùn)行研究，2010，23(3):112-114.

［2］張國光.電線電纜的防霉［J］.大眾用電，2009(8):29-30.

［3］孫文龍，葉學(xué)兵，宋連群.淺談電線電纜防霉［J］.天津光電線纜技術(shù)，2012(3):3-7.