尼龙12在防白蚁电力电缆的应用

曹永刚， 李影丽， 杨建伟， 潘明星

(江苏亨通电力电缆有限公司，江苏吴江215234)

0 引言

白蚁主要分布在北纬45℃到南纬45℃之间的热带、亚热带地区。在中国，白蚁则主要分布于华南一带，发现有白蚁破坏电力电缆的地区主要有:广东、上海、福建、台湾、江西、浙江、安徽、四川、湖南、湖北、云南、海南、广西壮族自治区等。据统计广东地区由于白蚁对电缆危害造成的故障占电缆故障总数的60%～70%。为了保证电缆线路的安全、可靠运行，凡是在有白蚁活动的地带，电缆都应采取防白蚁措施。澳大利亚是白蚁活动多发地区，因此其电力电缆对防白蚁的要求较高，经过澳大利亚多年的经验证明，采用尼龙12护层的防白蚁电力电缆是最可靠、最环保的产品。

在国内尼龙12防白蚁护层应用并非没有先例，早已普遍使用在光缆的防白蚁结构中。由于电力电缆结构尺寸较大，尼龙12在电力电缆上的使用工艺一直不成熟，在生产过程中会造成很大的浪费;加之尼龙12价格较高，其作为防白蚁层的电力电缆成本居高不下，因此国内一直未推广使用。

我公司不断改进工艺方法，总结了一整套成熟的工艺方法来保证尼龙12防白蚁护层的加工。有效减少了尼龙12在加工过程中的浪费，控制了电缆成本，使尼龙12防白蚁电力电缆投入市场后不断赢得客户青睐，创造了很好的社会效益和经济效益。

1 电力电缆防白蚁方法分类及对比

目前国内电力电缆主要的防白蚁方法可分为两大类:施工防白蚁;电力电缆本体防白蚁。

1.1 施工法防白蚁

施工法防白蚁是通过电缆敷设、施工、维护时采取一定措施进行白蚁防治。根据电缆蚁害十分严重的广东省的电力电缆施工经验，虽然现有的电力电缆生产厂家称都有防白蚁的功能，但在运行中还是遭受白蚁的蛀蚀，因此目前施工法对白蚁危害防治至关重要，尤其是采用普通电力电缆(不具备防白蚁性能)。有时候具有一定防白蚁效果的电力电缆，也需要采取某种辅助施工防白蚁措施，确保电缆不受白蚁危害。

施工法主要有:毒土法、诱杀法、物理屏蔽法等。施工法因其对环境的污染、生态的破坏、较高的施工成本和周期、维护费时费力、缺乏持久的可靠性等缺点，故并非电力电缆防白蚁的最佳方案。

1.2 电力电缆本体防白蚁

电力电缆本体防白蚁是通过对电缆结构的特殊设计使电缆具有防白蚁的性能。这种防白蚁电力电缆采用工业的方法加工电缆的防白蚁护层，可以高效、低成本地实现电缆防白蚁，应该得到广泛推广。

2 电力电缆本体防白蚁分类及对比

电力电缆本体防白蚁又可以分为:化学法防白蚁;物理法防白蚁。

2.1 化学法防白蚁

化学法防白蚁是在电缆的护套材料中添加化学药剂，使白蚁在靠近或者啃咬电缆外护套时，被杀死或者趋避。目前主要使用添加低毒的驱避剂，这些材料是依靠气味或接触时对嗅觉及味觉粘膜的刺激，起到驱避作用来达到防白蚁的目的，但其缺点是:(1)护套所含化学药物迁移会造成环境污染;(2)由于电缆的热效应，使护套所含的防白蚁药物老化、缓释，使电缆防白蚁性能降低，故不能保证电缆的防白蚁性能长期有效;(3)在电缆防白蚁层加工过程中，散发出有害气体对生产者造成健康危害;(4)防护剂的毒性和时效性相互矛盾制约了此方法的发展。

2.2 物理法防白蚁

物理法防白蚁利用电缆防白蚁护层材料的硬度(≥邵氏D64)及表面光滑度，使白蚁无从下口啃咬来达到防白蚁的目的。它解决了化学法防白蚁有毒物质对自然环境的污染、对生态环境的破坏等问题，可以保证长期有效的防白蚁性能，不需要再采取施工法防白蚁辅助保护。

3 物理防白蚁法种类及分析

目前国内的方法主要有:半硬PVC挤出层、改性聚烯烃挤出层、黄铜带绕包、尼龙12挤出层等。

3.1 半硬聚氯乙烯(PVC)挤出层

此方法是在电缆的外护层中挤出一层不小于1.5 mm的半硬PVC材料。目前半硬PVC防白蚁护层只有在小外径的通信电缆中有使用经验。由于其硬度较高，断裂伸长率指标很小，使用在大规格电缆上弯曲半径太大，且易断裂，加工性能、耐低温等性能都较差，所以不适用于电力电缆。

3.2 改性聚烯烃(退灭虫)挤出层

此方法是在电缆护层中挤塑一层不小于1 mm改性聚烯烃材料。改性聚烯烃材料标准可参考YD/T 1020.2—2004标准执行。硬度≥邵氏D64，维卡软化点110℃，满足防蚁要求，耐低温，柔韧性较理想，加工性能较好，通常与聚乙烯护套配合使用。改性聚烯烃材料由于电力电缆在工作温度时护层可以达到60～80℃，这可能会影响到材料的硬度，导致防白蚁性能下降，目前多用于通信电缆、光缆中。

3.3 黄铜带绕包

此方法是在电缆的护层中重叠绕包不小于0.1 mm的黄铜带，除防白蚁效果较好外，还具有较好的防鼠效果，同时作为屏蔽层还具有较好的电场屏蔽效果。由于黄铜带密度约为8.89 g/cm3，用量大，成本较高，限制它的推广。目前多用在综合要求较高的场所，如广东地铁用电缆中有大量使用。但是金属材料耐腐蚀性较差，如果外层护套被破坏，长期暴露被腐蚀后，会影响电缆防白蚁功能。建议此类电缆敷设于无腐蚀性液体或气体的环境下。

3.4 尼龙12挤出层

尼龙12护层防白蚁电力电缆结构是在满足GB/T 12706标准结构设计基础上，在结构中增加不小于0.2 mm的尼龙12护层来实现的。尼龙12材料标准可参考YD/T 1020.1—2004标准执行。尼龙12护层可以包覆在绝缘外的任一护层中(铠装内外、金属屏蔽内外、外护套内外)。无论包覆在哪一层，务必保证尼龙内外均有挤出型非金属护层作保护，以免尼龙在生产、敷设过程中被破损。对于直埋型电缆或有腐蚀性液体或气体的环境下，建议尼龙层设计在外护套内或外，以防止白蚁蛀穿护套后使铠装或金属屏蔽被环境侵蚀破坏。

尼龙12具有优良的低烟无卤、无毒、耐寒(－70℃)、耐热(180℃以上)、耐候、耐油、耐溶剂、耐磨、韧性好、硬度≥邵氏D 67、维卡软化点170℃、表面光滑等优点，可以满足跟各种材质的电缆护层配合使用，保证电缆在整个生命周期内有效可靠的防白蚁性能。它能够满足地铁、大型场馆、石油、石化、冶金、矿山、铁路等特种场所较高的环境要求。

4 尼龙12工艺特点及控制方法

由于尼龙12的特殊性，所以在加工过程中有一定特殊性，在此笔者根据自己的经验总结如下，供各位专家探讨。

4.1 材料干燥

尼龙12为极性分子材料，易吸潮，当湿度大于0.3%时就无法挤出。需要在挤塑前对尼龙12进行干燥，建议采用真空式干燥机，通常控制90℃干燥6 ～8 h。

4.2 厚度控制

尼龙12防白蚁护层厚度要求0.5～0.8 mm，如果过薄则不能保证防白蚁性能;如果过厚不但会导致电缆弯曲性能变差，还会增加制造成本。由于电力电缆外径相对较大(最大超过100 mm)，需要大型护套挤塑机，对于大型的护套挤塑机，生产如此薄而均匀的厚度是非常困难的。建议采用内垫层与尼龙12双层共挤生产。如果尼龙12与内垫层分开挤出，尼龙12层内的垫层应采用挤压式挤出，主要是为了保证内垫层表面的光滑平整，尼龙12挤塑应选择合适的挤管式模具，并抽真空，以保证尼龙12层与内垫层良好的贴合。

4.3 挤出温度控制

温度突变型材料，熔点高，挤出温度范围较窄，具有明显熔点，约180℃左右，温度过高引起焦烧，还可导致尼龙12呈液态状无法挤出。温度太低尼龙12会冷凝固化造成模具堵塞，所以温度控制对尼龙12挤出至关重要。不同供应商的尼龙12挤出温度会相差近50℃，建议挤出温度按照原材料供应商的推荐，然后根据本公司的设备使用情况调试确定。由于尼龙挤出温度很高，如果采用冷水骤然冷却，会造成尼龙护层残留内应力，使护套变脆易开裂。因此需采取温水槽分段冷却的方法，建议第一段水槽的水温控制在50～60℃。

4.4 螺杆选择

熔体粘度小，流动性大，所以生产中采用特殊设计的螺杆才能保证尼龙12层很好的挤出效果。通常螺杆的压缩比2.5～3.5，长径比25倍左右效果较好。

4.5 盘具选择

由于尼龙12材料硬度较高，电缆的弯曲性能受一定影响，因此在生产、运输、安装使用时电缆最小弯曲半径的设计选择直接影响到电缆的防蚁安全性。根据经验，尼龙12防白蚁电缆在生产、运输中盘具的筒体直径应不小于尼龙层外径的30倍。安装过程中电缆最小弯曲半径不小于电缆外径的30倍，安装后电缆的最小弯曲半径不小于电缆外径的20倍。

5 防白蚁试验

据了解，目前国际上没有统一的防白蚁试验方法标准。通常是在白蚁活动较为严重的现场实地敷设后，定期对电缆被白蚁蛀蚀的程度进行观测记录，以此作为试验。这样不利于电缆防白蚁性能的衡量和控制。

我国于1986年就发布了防白蚁试验标准GB 2951.38—1986，但此标准于2005年10月14日废止了。2011年8月1日由上海电缆研究所编写，工业和信息化部发布的JB/T 10696.9—2011重新规范了防白蚁的试验方法，包括三种试验方法:击倒法、群体法、蚁巢法。对于尼龙这种物理法环保型防白蚁电力电缆击倒法显然不适用，故需要采用群体法或蚁巢法。

但是这两种方法都是根据电缆表面的蛀蚀程度划定防白蚁等级的，电缆表面的定义是指电缆外护套还是防蚁护层未明确说明。如果是防白蚁护层，在样品制备部分未明确说明要剥去防白蚁护层外的护层;如果指的是电缆外护套，这对于电缆防蚁护层不在最外层的电缆考核是不能满足的，但是电缆完全可以保证在白蚁侵蚀的环境中安全使用。建议对标准进行修改:注明电缆表面为防白蚁护层表面，或在样品制备部分补充说明要剥离防白蚁护层外的护层，使防蚁护层裸露进行测试。这样就能适用于防蚁护层不在最外层的防白蚁电缆。

6 结束语

电力电缆的防白蚁重要性不容忽视。目前电力电缆防白蚁的方法，存在成本高、维护不便、环境污染、生态破坏、有效防护期不稳定等种种不足，应大力发展环保型物理防白蚁电力电缆。尼龙12防白蚁电力电缆是目前已知的最可靠、最环保的防白蚁电力电缆，如果能够很好地控制生产工艺，减少生产中的浪费，就能使尼龙12防白蚁电力电缆更具市场竞争力。随着国家对环保要求的提高，以及各种特殊使用环境更高的要求，尼龙12防白蚁电力电缆必将成为防白蚁电力电缆的主力军。

［1］王春江，诸葛小维.尼龙12在野外特种用途通信电缆及其他专用电线电缆中应用［J］.电线电缆，2008(6):4-12.

［2］代 康.户外通信线缆防蚁护套的比较研究［J］.现代有线传输，2000(4):15-17.

［3］黄海涛，何向东，张世军.埋地电缆受白蚁危害的原因及其防治方法［J］.广东电力，2008(7):12-14.

［4］宋明明.电力电缆尼龙12护套挤制工艺的探讨［J］.电线电缆，2008(5):42-44.