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埋地电缆白蚁防治概况及发展趋势

摘要:本文简要介绍了国内外白蚁危害电缆、防治方法、防白蚁电缆材料及电缆防蚁研究的进展和应用概况,提出了以电缆材料为核心,辅于监测诱杀白蚁的IPM策略是埋地电缆白蚁防治的发展趋势。
关键词:电缆 防蚁 发展趋势
一、白蚁危害电缆及电缆白蚁防治研究的概况
(一)白蚁危害电缆的概况
白蚁对电缆的危害早已引起人们的关注,白蚁对埋地电力电缆和地下通讯线路的破坏是一个世界性的难题。在国外1886年就曾报导铅包电缆被白蚁蛀咬的例子。1934年从维多利亚到澳大利亚西部的电缆遭受白蚁危害;自1934—1941年期间澳大利亚有19个试验室报导铅包电缆被白蚁破坏的事例26起。美国白蚁学家斯奈德(Snyder)于1955年在巴拿马对家白蚁危害埋地铅包电缆作了进一步研究,认为:危害较普遍。20世纪塑料护套电缆受白蚁危害更是频繁发生。据有关部门调查资料介绍,我国已发现白蚁蛀蚀地下塑料护套通讯电缆的地区有:广东、福建、江西、浙江、安徽、四川、湖南、湖北、云南、海南等省和广西壮族自治区。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%。如广东地区在1972—1973年铺设的一条300多公里的地下塑料通讯电缆运行中所造成的通讯故障,其中因受白蚁危害占60%,雷击占30%,鼠害占10%(郦培尧,1986);广东省电白县邮电局1970年3月埋设50多公里的电缆,到1974年蚁害障碍120多处,约占线路总故障的70%;浙江省肖山火车站全塑电缆1970年70公里长的电缆白蚁危害达200多处;广东省湛江涝务局1975年埋设的长3.5公里电缆,外有沥青油粘纸包装的接通护套,由于白蚁蛀咬不能使用;仅广东和海南两省从1988—1992年共发生白蚁咬坏地下通讯电缆障碍31次,其中2000对全塑市话电缆10次,其中广州市咬坏22次,占故障率的71%,而被白蚁咬坏的2000对电缆全部发生在广州市(黄宗荣,1996)。据香港光缆线路维护概况资料介绍,香港光缆线路从1981年2月至1989年2月共发生过21次白蚁咬坏光缆的障碍。1989年广州黄埔电厂从日本进口的埋地高压电缆被白蚁蛀蚀;1999年东莞沙角电厂A厂,2002年沙角电厂C厂的埋地高压电缆护套均遭白蚁蛀蚀;1999年深圳南山热电厂6段高压电缆被白蚁蛀蚀,占故障率的66%;2000年11月广州罗麓线等埋地高压电缆同样被白蚁蛀蚀;2001年肇庆市3.6公里长的三蕉线路埋地电缆被白蚁严重蛀蚀,而且白蚁主巢均筑在电缆护套上面或其边缘;2003年元月湛江发电厂2号主变电缆白蚁蛀蚀点113处,白蚁蛀蚀率占故障率的69.3%;2003年在试验中检测发现广州南田路、二沙岛、晓港东路及天金杨线(五羊新城)高压线路均发现白蚁蛀蚀电缆。全国各地白蚁蛀蚀通讯电缆、高压电缆的例子屡见不鲜。
(二)电缆白蚁防治及研究的概况
1、电缆防白蚁材料
电缆防白蚁研究已有较长历史,澳大利亚早在19世纪30年代就进行了药物防蚁的试验。19世纪40年代PVC、PE塑料被电缆行业作为绝缘材料和护套材料而广泛应用,但在地下埋设使用中此类塑料极易受到白蚁的破坏。到50年代英、美、德、日、澳等国成立了专门机构对塑料电缆防蚁问题进行了研究,其主要是研究药物型的防蚁电缆,据日本住友电器公司报导,日本电线电缆采用低毒的有机磷系化合物作白蚁药剂,自1981年开始实用化。我国药物型的防蚁电缆研究始于60年代,当时中国科学院广州昆虫研究所(现为广东省昆虫研究所)和上海昆虫研究所等单位将狄氏剂、氯丹、七氯、林丹等其中一种为药剂和生产塑料的配方混合,提供给有关厂家生产,并在广东一些城市进行了药物电缆防治白蚁的试验,结果表明:初期防蚁效果明显,但数年后取回电缆样品测定毒力,发现毒性已降低,这主要是塑料老化及药物逐渐缓释作用所致。80年代末,上海电缆厂对“药物型”防白蚁塑料护套进行研究,并成批生产132KV高压充油电缆出口到巴基斯坦。铁道部第四勘测设计院研制了应用“601”药油防白蚁的方法(高春齐,1989)。1995年机械部广州电器研究所研究成功电缆护套料用的防白蚁药剂(沈重良,1995)。90年代中广东省昆虫研究所又与广州市电信局联合进行了通讯电缆防治白蚁的研究,其主要是针对地下隧道挂空电缆进行药物预防方面的研究,总结了白蚁对我国地下塑料护套通讯电缆、光缆的危害及防治(黄宗荣等,1996)。此后,电缆用新型防白蚁耐热软聚氯乙烯护层级塑料;聚乙烯防白蚁护套电缆料(周宝茂等,1994);防蚁电缆(尹志强,1991);掺有杀虫添加剂的塑料封套(A.库茨古,S.罗瑟等,1998);防治电缆、光缆塑料护套白蚁的涂剂(黄博严,1994);一种用于埋地电缆预防白蚁的药带,该药带将具有一定粘度的防白蚁膏状药物装入塑料长袋中,并使之均匀地布满在塑料长袋中之后封口(陈桂森,1991)。迄今,国内外报导了众多的防蚁电缆实验室研究或生产应用的成果。
为了解决药物护套塑料老化导致药物缓释及环保问题,国内外科学家又从物理方面探讨了电缆防蚁的研究,70年代初,由广东省邮电管理局牵头,组织广东省昆虫研究所、广州电器研究所等单位成立了“广东省通讯电缆三防会战组”试制了一种半硬PVC塑料电缆,这种电缆没有掺入任何毒性药物,其主要是硬度达到邵氏“D”63—65,防蚁效果相当显著,广东一些厂家至今还用该配方生产通讯电缆,是一种经过实践证明较成熟的防蚁材料。对改性塑料作为电缆防白蚁护套在国外已有许多实际应用,在澳洲经多年实践证明,尼龙—12符合抗白蚁蛀蚀材料,确认了澳大利亚研究成功的尼龙—12是一种良好的抗蚁蛀蚀材料,它主要是靠硬度和光滑表面使白蚁无法啃咬,防蚁效果显著,已被指定在澳洲、印度和巴西等国家的通讯电缆、光缆用来防护白蚁的破坏,但尼龙—12因价格昂贵,还不能大量应用。1981年澳大利亚J. A.I沃森带来了6类13种非药剂型塑料护套和压片与广东省昆虫研究所进行了抗蚁蛀试验。1983年邮电部设计院、广州市电信局520厂、广东省昆虫研究所等单位协作研制出玻璃丝带和用煤焦油驱避剂绕包电缆,结果表明其防蚁蛀蚀能力与半硬PVC差不多。1998年上海电缆厂报导了无毒无害防白蚁塑料护套电缆,该电缆是“改进型”防白蚁护套,具有良好的机械物理性能,有较高的耐磨性与硬度,实验群体法试验结果表明:具有较强的抗白蚁蛀蚀性能。国内还研究了特制的绉纹钢护层预防白蚁;中心管式防蚁非金属光缆(许定,2000);抗白蚁防护铠装电缆,其主要利用中压、低压及信号电缆各自有一个线芯及护套,其护套有一层铠装,主要由聚乙烯制成,密度高可抗蚁(埃尼尔德、萨巴赫,1997);外加强中心管式全介质自承通讯电缆(倪厚森,1999);分相绝缘屏蔽防白蚁不滴流电力电缆等物理性能防白蚁电缆。
据2001—2003年广东电机工程学会电缆专委会、广电集团广州分公司输电部(原电缆管理所)和广东省昆虫研究所对全省白蚁蛀电缆的调查结果表明:虽然现有的埋地高压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,尽管很多电厂或供电线路都采用或部份采用了白蚁灭治措施,但白蚁蛀蚀电缆的事故还是频频发生,占运行电缆故障率的50~60%。绝大多数的白蚁防治队伍在不挖土看到电缆的情况下,不能检测出埋地运行电缆被白蚁蛀蚀。不能及时发现白蚁蛀蚀电缆的初期,及时处理避免造成电缆本身及电力方面的更大损失。
2.运行电缆白蚁防治
我国电缆防蚁工作从60年代开始,主要防蚁手段是走药物型道路,迄今还是以化学防治为主。下面介绍常用的几种方法。
① 白蚁危害电缆检测法
主要有物理检测和生物检测两大类。一是物理检测法,能检测出白蚁具体为害电缆的部位,有电阻电桥法、电容电桥法和高压电桥法等传统的方法,现在应用较多的是高压脉冲法和低压脉冲法,其主要原理是先测出电缆故障点,然后再结合生物分析法,测定是否白蚁所为。二是诱饵系统,它不能准确检测白蚁是否危害电缆及具体部位。
② 毒土法
用防蚁药物配成水剂,定量地喷洒在电缆沟内,使电缆周围填上一层有毒性的土壤,形成一个毒土包围圈,使白蚁不敢接触电缆,或白蚁接触到毒土即中毒死亡(郦培尧,1986),该种方法一直沿用至现在。
③ 管道网络法
近几年广东省昆虫研究所对该种方法进行了研究和应用。其主要技术要点是沿电缆沟布设塑料管道,定期把药物灌注到电缆周围土层,使白蚁不敢接触电缆。
④ 改变土层pH方法
改变电缆槽盒内的回填土pH值使白蚁不能穿透土层或不能在土层内生存(田伟金、庄天勇等,1993),已在实验室生产出改变土层pH的制品,并在小区进行试验。
⑤ 喷涂法
电缆表面喷涂含药涂料。由1973年的一般涂料法,发展到2002年的电缆专用涂料(戴南洲、田伟金等,2003)。现广州新铺电缆的部分线路已采用该种方法。野外初步调查结果表明效果良好。
⑥ 沙埋法
在电缆槽盒内敷设清水沙,然后在电缆上面填20—30厘米的清水沙,再盖上槽盒板,用泥土压实,使白蚁难于通过沙层,但效果较差,2001—2003年我们调查了广州供电分公司、肇庆供电分公司的部份槽盒铺沙线路,白蚁同样穿过沙层蛀蚀电缆,而且把主巢筑在沙层里(庄天勇、田伟金等,2001—2003)。
⑦ 尼龙—12修补法
该种方法主要靠尼龙的硬度和表面光滑防蚁,但价格昂贵。目前广电集团已作为一种常规方法用于修补被白蚁蛀蚀的部位。
⑧ 诱杀法
在埋地电缆运行中白蚁防治应用最多的一种方法,也是国内外广泛使用的主流白蚁防治方法。对于监控电缆周围白蚁的活动及降低白蚁种群密度,减少白蚁侵害电缆的频率起到了积极的作用。
2001年广电集团广州分公司会同广东省昆虫研究所承担了“高压电缆防白蚁”的市局科技进步项目。该项研究的主要内容是:收集国内外电缆防白蚁的技术资料;提出新建电缆工程防白蚁的技术原则;收集广州地区白蚁分布资料;调查市局及部分省属分公司110KV及以上电缆线路白蚁危害情况;整体评估运行中受白蚁危害的程度;检验比较各个厂家、各类型电缆防白蚁性能;研究运行中电缆防白蚁的几种方法等。该项研究通过了由分公司主持,广电集团公司和国内白蚁防治专家等组成的专家小组的验收,并给予高度的评价。该项目获市公司科技进步特等奖和省公司科技进步奖。该研究成果已在省内部分地区进行示范推广。
为了更好地推广电缆白蚁防治技术,提高我省电力行业运行管理人员的白蚁防治管理水平,2002年11月电缆专委会召开了电缆防治白蚁学术报告会,参加会议的有省内电力部门,电力电缆使用和制造单位,以及上海、成都、西安、香港等地的会员和同行28个单位,80余人参加,会议就电力系统白蚁危害情况、防治方法、经验及存在问题进行了广泛的交流和讨论。同时由电缆专委会主编的《广东电缆技术》也不定期地刊登电缆白蚁防治及研究的工作进展,经验交流等论文。2003年根据广东省粤电资产管理公司的指示精神,由电缆专委会主持了对省内部分大型电厂电力电缆白蚁危害情况进行了生物和物理检验,得到了初步的结果,为推动我省电力系统电力电缆白蚁防治,保证埋地电缆健康运行做了大量的工作。
综上所述,国内外都在积极地研究电缆防治白蚁,有些处于实验室研究阶段,有些已在生产中应用,就我国而言,已敷设或正在敷设的多数是药物型塑料护套防白蚁电缆,但由于长途电缆地形复杂,情况各异,有些产品虽然防蚁效果好,但涉及价格、施工、制作等多方面的问题,也难于推广。所以要根据不同的电缆用途及埋设方法,采用不同的防蚁电缆、防蚁材料和防蚁措施。
二、埋地电缆白蚁防治的发展趋势
目前不管是新敷设电缆或是运行电缆的白蚁防治,多数采用化学防治法,尤其是地下长途电缆,有的数百公里,甚至上千公里,且地形复杂,情况各异,若用化防,污染范围会更大。随着2001年5月在瑞典签订的斯德哥尔摩公约生效,POPs污染已成为全球关注的问题。公约首先开展的12种POPs中,包括了我国常用于防治白蚁的氯丹和灭蚁灵,我国政府已采取积极措施禁用该种药物。事实上,仅靠化学方法控制白蚁危害电缆也不是上策。而应根据不同电缆的类型、敷设的不同生态环境和不同白蚁种类和密度,采用不同的防治措施。
为此,我们认为,未来埋地电缆白蚁防治,应以电缆材料为核心,辅以监测诱杀白蚁防治的IPM策略。IPM策略的基础是生态学,其目的是降低白蚁的危害和减少杀虫剂在环境中的使用。IPM是一种有害生物的管理系统,根据有害生物的种群动态与有关环境相互作用的原理,尽可能协调运用适当的防治技术和方法,把有害生物种群控制在可接受的经济损失水平之下。电缆白蚁防治策略的主要内容如图所示:
电缆白蚁防治IPM策略
(一)采用物理性能电缆材料防白蚁是IPM的核心
用该种材料,一是可减少护套含化学药物造成的环境污染,二是可避免因电缆护套所含的防白蚁药物缓释造成电缆防蚁性能不稳定的缺点。主要从电缆防白蚁材料考虑,即不在电缆护套料中加入杀虫剂,而用电缆物理性达到防白蚁蛀蚀的目的。目前国际及国内通讯电缆较多采用物理方法,电力电缆应用较少。
1.半硬聚氯乙烯
半硬PVC在小口径通讯电缆应用已有较长的历史。2002年我们对广东电缆厂提供的小口径PVC电缆进行为期一年的巢位法测试,结果表明抗白蚁蛀蚀性能优良,。经野外多年验证至今还未发现有白蚁蛀蚀的痕迹。但其部份性能不适宜生产外径粗大的高压交联电缆,现有的生产工艺及加工技术还未达到技术要求,所以高压电缆很少应用。
2、聚酰胺(尼龙)11或12
有优良的机械物理性能满足高压交联电缆的要求,其优异的防白蚁性能,得到国际普遍认同。邮电部YD/T.102D,即将作为标准的防白蚁护套,由于尼龙价格较高,挤塑设备要求较特殊,故推广应用受到限制。欧美、澳大利亚及我国重要用途的光缆使用也不少。
3、高硬度特种聚烯烃抗白蚁护套(Termigon)
由英国一线缆材料厂开发第一批抗白蚁特种聚烃电缆护套料,并于1993年通过了瑞士联邦农业研究站防白蚁对比试验。1994—1995年间在越南和澳大利亚等国进行了实地抗白蚁试验,抗白蚁蛀蚀性能优异。该材料已在世界上许多蚁患严重的国家和地区应用,由于这种材料工艺加工方便,价格低于尼龙,各项机械物理性能良好,硬度较高又有一定的柔恝性,不影响弯曲敷设,故用作通讯电缆和高压电力电缆抗白蚁护套具有广阔的前景。在2001年重新修订的《中华人民共和国通讯行业标准YD/T901—20014.1.4.5.》,关于电缆防蚁要求部份,在护套材料方面增补了“聚烯烃共聚物”一项。目前我国通讯电缆应用较多,高压电力电缆还处在野外试验阶段,2003年已在我省肇庆地区进行野外敷设试验。
4、其它如绉纹钢护套预防白蚁电缆;中心管防蚁非金属电缆;抗白蚁防护铠装电缆;分相绝缘屏蔽防白蚁不滴流电力电缆等都具有防白蚁的物理性能。
(二)诱杀监测系统是保护电缆不被白蚁蛀蚀,安全运行必不可少的措施。
1、电缆物理检测方法及其报警系统
把电缆故障检测与生物检测相结合的办法是今后电缆白蚁危害检测的主要手段。电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法等传统检测方法已过时,用微波传输理论的脉冲法应用较多,新的电缆故障测试将从半自动化、半智能化,向虚拟仪器全智能电缆仪高压脉冲法发展。应用该种方法可大大减少因白蚁蛀蚀造成的经济损失。
2、生物诱杀
生物诱杀法仍是目前和今后继续使用的简单而行之有效的办法,它可有效地灭杀危害电缆及电缆区域内的白蚁,降低其种群密度。但如何提高诱杀质量,还有待研究。
3、生物监测
生物监测对于评价区域白蚁种群密度,制定防治措施,具体详细执行方案及白蚁防治应达到的技术指标的质量验收甚为重要。但目前使用较多的是饵剂系统及白蚁外露迹象调查法。新的生物监测方法还有待开发。
(三)物理、生物防治及无害防治白蚁药剂的应用是未来防治措施的发展方向
1、物理防治包括:人工挖巢、砂粒屏障、PH改性材料、不锈钢网、电子流击杀、微波高温等,其中有些方法早已应用,有些还处于实验室阶段。
2、生物防治包括:蚂蚁、壁虎、微生物、寄生线虫、寄生螨等。虽然目前其防治效果不及化防,但其在IPM策略中是一个不可缺少的角色。
3、加速研制无害防治白蚁药剂,替代氯丹和灭蚁灵,是当务之急。它是诱杀系统的关键措施。



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