20世紀(jì)50年代末,國(guó)外規(guī)定濕熱帶地區(qū)使用的電器產(chǎn)品,要求具有防霉性能,我國(guó)針對(duì)出口到這些地區(qū)的電線電纜,開(kāi)展了電線電纜防霉技術(shù)研究,并制定了濕熱帶用電線電纜標(biāo)準(zhǔn),防霉性能既包括產(chǎn)品性能指標(biāo),也突出了包裝要求。原機(jī)械部發(fā)正式文件,對(duì)于我國(guó)出口的濕熱帶用電線電纜,均應(yīng)貫徹濕熱帶用電線電纜標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)時(shí)研究的內(nèi)容,主要是聚氯乙烯和聚乙烯,在聚氯乙烯配方中添加適量的防霉劑,就能符合標(biāo)準(zhǔn)要求,當(dāng)時(shí)聚乙烯用量較少,并基本上不加無(wú)幾填料,適量添加硬脂酸,所以聚乙烯也比較容易能通過(guò)防霉試驗(yàn)。原機(jī)械部廣州電器科學(xué)研究所,首先創(chuàng)建了防霉試驗(yàn)室,以后上海電纜廠也建立了防霉試驗(yàn)室,說(shuō)明直屬部級(jí)研究所和企業(yè)均十分重視產(chǎn)品的防霉技術(shù)。
中國(guó)南方部分地區(qū),在梅雨季節(jié)也帶有濕熱帶氣候的性質(zhì),當(dāng)然各年份中氣候的濕熱程度及其延續(xù)時(shí)間不等,霉菌生長(zhǎng)程度也不相同。有時(shí)屬于干黃梅季節(jié),則電線電纜上霉菌生長(zhǎng)不明顯;反之,則霉菌生長(zhǎng)比較嚴(yán)重。由于20世紀(jì)60年代國(guó)內(nèi)電線電纜使用量不很大,所以在廣東省等地區(qū),未強(qiáng)制性規(guī)定采用防霉電線電纜。后來(lái)電線電纜產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,天然材料逐步淘汰,大量應(yīng)用合成高分子材料,提高了產(chǎn)品固有防霉性能,久而久之,防霉問(wèn)題逐漸淡化。
船用電纜的使用地區(qū)不受限制,20世紀(jì)60年代,無(wú)論對(duì)民用國(guó)軍用的船用電線電纜,對(duì)防霉性能比較重視,雖然不是所有的船都要求采用具有防霉性能的電線電纜,單至少用戶有要求時(shí),應(yīng)作為形式試驗(yàn)考核,在記憶中不少軍艦上有防霉要求。后來(lái)棉、麻和天然橡膠等容易生長(zhǎng)霉菌的材料,在船用電線電纜產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)被淘汰,船用電纜產(chǎn)品應(yīng)等效采或等同用IEC標(biāo)準(zhǔn),防霉性能指標(biāo)不再考核。例如IEC?92-353(額定電壓0.6/1?kV擠包絕緣單芯和多芯船用電纜)和IEC?92-376(船用控制回路用多芯電纜)等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)國(guó)內(nèi)GB?9331.1~9331.5(船用電力電纜)和GB?9332.1~9332.5(船用控制電纜),當(dāng)前修訂的JB/T9331?標(biāo)準(zhǔn)等等,均未列入防霉性能試驗(yàn)要求。最新的船用電纜軍用標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有防霉試驗(yàn)。至于今后是否再會(huì)提出防霉要求,需要看總體技術(shù)發(fā)展而定。
2008年,中國(guó)不少地區(qū)雨期較長(zhǎng),雨量也很大,濕熱氣候環(huán)境異常嚴(yán)重,電線電纜防霉問(wèn)題又引起重視。
1.?適合霉菌生長(zhǎng)的條件
根據(jù)有關(guān)微生物霉菌繁殖研究報(bào)告,霉菌生長(zhǎng)的主要條件是溫度和濕度。適合霉菌生長(zhǎng)的一般溫度是15℃~35℃,而最適宜的溫度是25℃~30℃,當(dāng)溫度低于0℃或高于40℃時(shí),霉菌實(shí)際上停止生長(zhǎng)。適合霉菌生長(zhǎng)的相對(duì)濕度為80%~90%,而當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)95%時(shí),是霉菌生長(zhǎng)最為旺盛的條件。因此環(huán)境溫度為30℃±2℃和相對(duì)濕度大于95%時(shí),最適合于霉菌大量繁殖。此外,氣流對(duì)霉菌生長(zhǎng)速度也有影響,氣流速度快可以限制霉菌的繁殖和生長(zhǎng),而在空氣不大流動(dòng)的條件,霉菌生長(zhǎng)很快。如果在高真空中,霉菌也不能生長(zhǎng)。再說(shuō),電線電纜表面上霉菌的生長(zhǎng),也與其直接接觸到其他物體性質(zhì)有關(guān),如果其周圍物體由容易生長(zhǎng)霉菌的材料制造,例如未經(jīng)防霉劑處理的一般木料,則木料生長(zhǎng)霉菌后,霉菌容易蔓延到電線電纜表面。由此可看出,成品電線電纜的包裝與電纜本體表面的霉菌生長(zhǎng)也大有關(guān)系。如今常用的鐵木結(jié)構(gòu)電纜盤(pán),即使在正常包裝情況,其外僅用塑料薄膜包扎,實(shí)際上既不防水,也不防潮,在梅雨季節(jié),木質(zhì)材料首先生長(zhǎng)霉菌,然后與木料接觸到的產(chǎn)品表面,通常是高分子材料,有可能受到霉菌的感染。
2.?材料對(duì)霉菌生長(zhǎng)的影響
電線電纜產(chǎn)品的防霉性能,主要取決于暴露在空氣中的最外層的材料的性質(zhì),電纜護(hù)套最好用具有一定防霉性能的材料制成。天然膠中含有少量蛋白質(zhì),有利于霉菌生長(zhǎng);合成橡膠與塑料一般不利于霉菌生長(zhǎng)。電纜料配方中的添加劑,如碳酸鈣、碳黑、石蠟或脂肪酸類(常用的硬脂酸等)等有助于霉菌生長(zhǎng);另一些添加劑,如多硫化合物、硫氫基等促進(jìn)劑,卻能抑制霉菌生長(zhǎng)。一般聚乙烯護(hù)套電纜,不大會(huì)生長(zhǎng)菌霉,聚氯乙烯中的不同增塑劑品種及其添加量(%),對(duì)霉菌生長(zhǎng)程度有些影響。至于目前最常用的無(wú)鹵低煙阻燃護(hù)套料,其中填充了大量氫氧化鋁和一定量的硬脂酸,這是否會(huì)影響防霉性能,至今未進(jìn)行定量試驗(yàn),氫氧化鋁是呈堿性物質(zhì),也許對(duì)防霉性能是一個(gè)不利因素。當(dāng)前核電站用IE級(jí)K3類電纜,大多數(shù)采用上述的無(wú)鹵低煙阻燃護(hù)套,表面生長(zhǎng)霉菌可能性是存在的。提高產(chǎn)品防霉性能的主要途徑是配方中添加一些防霉劑,如水楊酰苯胺,惡唑酮等,當(dāng)然所添加的防霉劑,不應(yīng)影響電纜料的固有性能。
3.?長(zhǎng)霉對(duì)產(chǎn)品性能的影響
無(wú)護(hù)套的絕緣電線電纜和有護(hù)套的電線電纜,如果產(chǎn)品表面上長(zhǎng)霉菌后,對(duì)二者的性能影響大有區(qū)別:
a)無(wú)護(hù)套的絕緣電線電纜:①影響產(chǎn)品外觀,表面變色,擦凈后在生長(zhǎng)霉菌區(qū)域留下痕跡;②影響表面絕緣電阻,有漏電的可能;③影響體積電阻率;④最嚴(yán)重的情況,降低介電強(qiáng)度,可能發(fā)生電擊穿,當(dāng)然機(jī)遇極少;⑤不排斥影響機(jī)械性能和高分子材料的降介,但可肯定,要發(fā)展到材料的機(jī)械性能明顯降低,并達(dá)到嚴(yán)重危害的時(shí)限,大大超過(guò)前4種現(xiàn)象。?b)有護(hù)套的絕緣電線電纜:從理化性能和電氣性能的變化現(xiàn)象,雖然與a)所述相似,若將電纜表面被蔓延的霉菌擦干凈,并且電纜在以后的敷設(shè)和運(yùn)行中,護(hù)套不再生長(zhǎng)霉菌,則從本質(zhì)上說(shuō)對(duì)電線電纜的長(zhǎng)期使用影響不大,但護(hù)套表面會(huì)留下生長(zhǎng)過(guò)霉菌的痕跡。當(dāng)電纜終端密封完好的情況下,電線電纜內(nèi)部不存在生長(zhǎng)霉菌條件,因此可認(rèn)為護(hù)套短時(shí)沾染霉菌,對(duì)絕緣沒(méi)有影響。護(hù)套的表面絕緣電阻、體積電阻率、介電強(qiáng)度等即使有一些變化,也不影響電線電纜使用。護(hù)套短時(shí)沾染霉菌,擦凈后一般不繼續(xù)生長(zhǎng)霉菌,則是否繼續(xù)影響機(jī)械性能和高分子材料的降介,目前無(wú)法作出定論。