海底電纜用烷基苯絕緣油的性能研究進(jìn)展

　　摘 要：高電壓、大容量跨海輸電工程中通常采用自容式充油電纜作為海底電纜，充油海纜的絕緣由固體與液體共同組成。以十二烷基苯(DDB)為代表的烷基苯合成絕緣油是一種廣泛應(yīng)用于充油海纜中的液體介質(zhì)，目前國內(nèi)受限于充油電纜技術(shù)發(fā)展的停滯，對于該類型絕緣油的應(yīng)用與研究較為缺乏。本文以十二烷基苯為例，介紹了海底電纜用烷基苯絕緣油在理化、電氣、老化以及生物毒性方面的性能特點(diǎn)。

　　廖建平; 楚金偉; 高帆; 陳宇飛; 張晨; 俞思銘; 李華強(qiáng); 鐘力生， 絕緣材料 發(fā)表時間：2021-08-27

　　關(guān)鍵詞：十二烷基苯;海底電纜;老化;毒性

　　0 引 言

　　海底電纜指敷設(shè)在海洋或河流水底的電纜，用于向海島、海洋石油或天然氣開采平臺等被水域孤立的地區(qū)輸送電力。1954 年瑞典架設(shè)了世界上第一條商業(yè)運(yùn)行的海底電纜，此后跨海輸電工程有了長足發(fā)展，海底電纜的線路長度、電壓等級、輸送容量等提升迅速，且涵蓋交、直流兩種輸電方式。目前國外架設(shè)的海底電纜電壓等級超過 500 kV，敷設(shè)長度超過 40 km，水深達(dá) 400 m，單回輸送功率超過 1 400 MW。我國跨海輸電始于二十世紀(jì) 80 年代，第一條應(yīng)用長距離高壓海底電纜的輸電工程為 1986 年的珠江-虎門海底電纜工程，由日本住友公司承建。1989 年我國自行建設(shè)了浙江舟山海底直流工程。2009 年南方電網(wǎng)建設(shè)了廣東至海南電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程，電壓等級為 500 kV，線路長度為 32 km，一期輸送容量達(dá) 600 MW，為國內(nèi)截至目前為止電壓等級最高、輸送容量最大的海底電纜工程[1] 。

　　跨海輸電工程電壓等級與輸送容量的提升，對海底電纜性能提出了更高要求。海底電纜的應(yīng)用環(huán)境與陸纜相差很大，受到海底地形地貌，海水腐蝕、深水壓強(qiáng)、洋流力學(xué)以及海陸線纜轉(zhuǎn)換等諸多因素影響，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高要求。目前國內(nèi)外已投運(yùn)的海底電纜主要采用 3 種結(jié)構(gòu)形式，分別為油浸紙絕緣電纜 、充油電纜以及交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣電纜，而 500 kV 以上的海底電纜全部采用充油電纜形式。大量工程經(jīng)驗(yàn)表明，在長距離、超高壓、大容量輸電場合下，充油電纜是較為可靠的選擇[2] 。

　　我國電纜技術(shù)路線主要以聚合物絕緣電纜為主，其典型代表為交聯(lián)聚乙烯電纜，而國外特別是歐美國家與日本依然大量采用充油電纜。我國在海底電纜領(lǐng)設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域尚存在欠缺，國內(nèi)高電壓等級跨海輸電所用的充油電纜與絕緣油均引進(jìn)自國外，為掌握相關(guān)技術(shù)，有必要開展充油海纜結(jié)構(gòu)與材料方面的研究。

　　1 充油電纜技術(shù)簡介

　　充油電纜技術(shù)起步較早，其結(jié)構(gòu)與交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜類似[3] ，但在絕緣層材料與線芯結(jié)構(gòu)上有很大差別。充油電纜的絕緣由固體與液體共同承擔(dān)，通過充入絕緣油來消除絕緣層中形成的氣隙，從而達(dá)到提高工作場強(qiáng)的目的[4] 。目前應(yīng)用于海底電纜的一般是自容式充油電纜。

　　自容式充油電纜從內(nèi)至外由線芯、絕緣層、半導(dǎo)電屏蔽層、護(hù)套、加強(qiáng)層、聚乙烯套管、防蛀蝕護(hù)層、聚丙烯塑料絲墊層、鋼絲鎧裝組成，根據(jù)芯數(shù)不同有單芯與三芯兩種形式。單芯電纜的線芯為中空結(jié)構(gòu)，在線芯中央設(shè)置供絕緣油流動的油道，油道尺寸由電纜的電壓等級決定;三芯電纜的線芯為實(shí)芯，采用 3 根芯外絕緣層與電纜護(hù)套之間的間隙作為油道。充油電纜的絕緣層一般采用粘性浸漬紙絕緣或聚丙烯薄膜木纖維復(fù)合紙絕緣(PPLP)， PPLP為新型復(fù)合材料，采用牛皮紙-聚丙烯薄膜-牛皮紙三層疊加結(jié)構(gòu)，其絕緣性能與損耗相較于傳統(tǒng)浸漬牛皮紙更具優(yōu)勢，但成本也更高。充油電纜通過向油道內(nèi)充入絕緣油作為補(bǔ)充絕緣及應(yīng)力釋放介質(zhì)，通常充入絕緣油時會保持較高的油壓，這樣在護(hù)套發(fā)生破損時可以防止潮氣侵入，較大的油壓也能夠提高絕緣層的工頻擊穿強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)絕緣油的及時補(bǔ)充，敷設(shè)自容式充油電纜時需要安裝絕緣油補(bǔ)充設(shè)備，通常包括重力供油箱、壓力供油箱、油泵以及油道壓力監(jiān)測裝置等。充油海纜由于深處海底，其外部通常會承受較大壓力，因此電纜的護(hù)套也應(yīng)選取有較高機(jī)械強(qiáng)度的材料，一般選取鉛或鋁合金作為護(hù)套材料，考慮到與絕緣油的相容性，目前較多設(shè)計(jì)采用鋁合金護(hù)套。

　　自容式充油電纜依靠浸漬紙與絕緣油配合發(fā)揮絕緣作用。當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時，油道溫度會隨之變化，溫度升高時油道內(nèi)的絕緣油膨脹流出，脹出的絕緣油經(jīng)油道流入供油箱;溫度下降時絕緣油收縮，供油箱中的絕緣油經(jīng)油道又返回絕緣層，填補(bǔ)層間空隙。該絕緣機(jī)制能及時釋放電纜內(nèi)部因負(fù)荷變化引起的形變所帶來的應(yīng)力，避免內(nèi)部壓力過大造成機(jī)械老化甚至直接損壞電纜，也能消除絕緣層的氣隙，提高了絕緣強(qiáng)度。充油海纜護(hù)套發(fā)生破損時可以不立即斷電，只要不斷向油道充入絕緣油維持住油壓與絕緣，電纜就可以繼續(xù)工作，為調(diào)度與搶修爭取時間。

　　2 充油海纜用烷基苯絕緣油的組成與制備

　　烷基苯是目前海底電纜廣泛采用的一種絕緣油，結(jié)構(gòu)為帶有側(cè)鏈的單環(huán)芳香烴，工業(yè)生產(chǎn)中通過化學(xué)合成制得。通常使用的烷基苯絕緣油側(cè)鏈上的碳原子數(shù)為12個，稱為十二烷基苯(DDB)。十二烷基苯為無色透明液體，分子量為246，目前海纜中所用絕緣油多為十二烷基苯占主要成分的烷基苯混合油，其中十二烷基苯占 50% 以上，其余為側(cè)鏈碳原子數(shù)為 10～13 的烷基苯。本研究選用的某國產(chǎn) 750 kV 烷基苯電纜絕緣油，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析得到其成分為：52.6%十二烷基苯、34.52%十一烷基苯、10.92%癸烷基苯、1.91%十三烷基苯。

　　十二烷基苯根據(jù)側(cè)鏈上有無支鏈可分為硬質(zhì)與軟質(zhì)兩種。硬質(zhì)烷基苯的側(cè)鏈有支鏈，使用紅外光譜分析在1 380 cm-1 處顯示出雙吸收峰;軟質(zhì)烷基苯側(cè)鏈上無支鏈，又稱直鏈烷基苯，紅外光譜 1 380 cm-1 處顯示單吸收峰[4] 。兩種烷基苯在國內(nèi)外均有使用，主要差別在于生物降解性，其余性能相近，其中軟質(zhì)烷基苯生物降解性較好。

　　硬質(zhì)烷基苯工業(yè)上一般制備方法為：使用四聚烯烴在氟化氫催化條件下與苯進(jìn)行烷基化反應(yīng)，再去除氟化氫與殘余的苯，其中間餾分即為硬質(zhì)烷基苯，通過蒸餾去除輕餾分，提取后經(jīng)白土精制即可得到絕緣用的十二烷基苯。軟質(zhì)烷基苯合成方法主要有氯化法與烯烴法兩種。氯化法是將長鏈正構(gòu)烷烴氯化后再與苯進(jìn)行烷基化反應(yīng)，制得所需直鏈烷基苯;烯烴法以石蠟為原料經(jīng)高溫裂解得 α-烯烴，將得到的 α-烯烴在氧化鋁催化條件下與苯進(jìn)行烷基化反應(yīng)，制得所需直鏈烷基苯。氯化法所制得的產(chǎn)品中易殘留氯元素，影響電氣性能，因此一般多采用烯烴法[5] 。烷基苯的合成過程較之礦物絕緣油的處理過程要簡便，但由于國內(nèi)目前充油電纜市場狹小，用作電纜絕緣的烷基苯未能形成規(guī)模生產(chǎn)，成本較高。

　　3 充油海纜用烷基苯的性能優(yōu)勢

　　早期國外充油電纜主要使用低黏度礦物絕緣油作為液體介質(zhì)，伴隨石油化工領(lǐng)域進(jìn)步，20 世紀(jì) 60 年代起黏度更低的烷基苯合成油受到關(guān)注。起初烷基苯用作改性劑與礦物絕緣油聯(lián)合使用，后伴隨生產(chǎn)成本下降，烷基苯逐漸取代礦物油成為充油電纜用液體介質(zhì)，此外烷基苯在750 kV高壓電抗器套管中也有應(yīng)用。

　　在充油海纜這一應(yīng)用背景下，十二烷基苯相對于礦物油具有諸多性能上的優(yōu)勢。表1對比了某國產(chǎn) 750 kV 充油電纜用十二烷基苯絕緣油與礦物絕緣油的理化性能。從表 1 可以看出，十二烷基苯具有較低的黏度、優(yōu)異的電氣性能和良好的析氣性，且其吸水性強(qiáng)于礦物絕緣油。

　　在選擇充油海纜液體介質(zhì)時，黏度是需要重點(diǎn)考察的物理性能。充油海纜依靠絕緣油流入填充絕緣層中的空隙提高絕緣強(qiáng)度，也靠絕緣油流出來釋放溫差所導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力。充油海纜的絕緣層為浸漬紙包繞多層結(jié)構(gòu)，層間縫隙很小，且海纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不包含類似充油變壓器中油路強(qiáng)迫循環(huán)的輔助流動裝置，這就要求充油海纜所使用的液體介質(zhì)具有較低的黏度，低流速時依然能夠在小間隙中順暢流動。但黏度過低也會引起揮發(fā)性大、閃點(diǎn)低等問題。綜合考量下，十二烷基苯在保證性態(tài)穩(wěn)定的同時具有最低的黏度，滿足充油海纜的性能要求。

　　十二烷基苯的介電常數(shù)約為2.2，與礦物絕緣油相近，體積電阻率及損耗也與礦物絕緣油相當(dāng)，能夠與常用的絕緣用牛皮紙良好配合。十二烷基苯擁有比礦物絕緣油更高的介電強(qiáng)度。在 GB/T 507 —2002絕緣油擊穿電壓測定法所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)電極 2.5 mm 間隙下，十二烷基苯的擊穿電壓超過 70 kV[5-6] ，高于大部分礦物絕緣油，意味著相同結(jié)構(gòu)的充油電纜使用十二烷基苯較之礦物絕緣油能夠提高工作場強(qiáng)。

　　海底電纜正常運(yùn)行工況下，十二烷基苯的析氣系數(shù)為負(fù)值，且會隨溫度增加而繼續(xù)減小[6] 。這是由于烷基苯中芳香烴的占比較礦物油要高，而芳香烴能夠吸附各類氣體。文獻(xiàn)[5] 報(bào)道十二烷基苯對氮、氬、水蒸氣等也具有吸收性。良好的析氣性使得十二烷基苯一方面能夠減少油中的游離氣泡，避免“氣橋”的生成，從而降低損耗、提高工作場強(qiáng);另一方面也能及時吸附絕緣油因局部放電或過熱而分解產(chǎn)生的各種可燃?xì)怏w，避免油道中可燃?xì)怏w積累，提高設(shè)備安全性。文獻(xiàn)[6]報(bào)道硬質(zhì)烷基苯析氣性要好于軟質(zhì)烷基苯，且兩種烷基苯的析氣性依然均為負(fù)值，遠(yuǎn)好于不加抗氧劑的礦物絕緣油。

　　國內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，十二烷基苯的吸潮與脫潮能力均強(qiáng)于礦物絕緣油，相同水含量下的電氣強(qiáng)度要高于礦物絕緣油。十二烷基苯能夠更多吸收充油電纜絕緣層因老化所產(chǎn)生的水分，減緩游離水析出導(dǎo)致的損耗增加，抑制電纜的老化過程[6] 。

　　十二烷基苯與礦物絕緣油互溶性良好，研究結(jié)果表明二者能夠以任何比例互溶。該特性一方面可用于添加改性，文獻(xiàn)[10] 報(bào)道了向礦物絕緣油中添加少量十二烷基苯，能夠改善析氣性、降低凝點(diǎn);另一方面也可利用該特性進(jìn)行電纜換油，十二烷基苯電氣強(qiáng)度優(yōu)于礦物絕緣油，其密度、黏度等理化性能與礦物絕緣油近似，可在不用改變電纜結(jié)構(gòu)的情況下直接用于替換長期運(yùn)行電纜中性能劣化的礦物絕緣油。康奈爾大學(xué)曾在修復(fù) 345 kV 充油電纜時使用十二烷基苯替換原本充入的礦物絕緣油，替換后電纜運(yùn)行狀況良好[6] 。但混油目前主要停留在研究階段，工程應(yīng)用案例較少，這主要是出于運(yùn)行維護(hù)的考量。絕緣油混合必然會改變成分，原本針對單一成分原絕緣油制定的運(yùn)行維護(hù)方案未必適用于混合后的新油，工程實(shí)際中仍需謹(jǐn)慎對待混油操作。

　　4 充油海纜用烷基苯的老化特性

　　老化是所有電力設(shè)備面臨的重要問題，充油海纜也不例外。電纜長期運(yùn)行后，浸漬紙與絕緣油會因長期電、熱應(yīng)力作用老化分解[7] ，產(chǎn)生低分子量芳香烴、氣體、水、X蠟等老化產(chǎn)物，這些產(chǎn)物積累會引起損耗上升、電纜工作場強(qiáng)降低、絕緣性能下降甚至失效等問題。充油海纜裝設(shè)于海底，相較于陸上電纜發(fā)生故障時金星維修更為困難。因此掌握充油電纜材料的老化特性對于有效評估電纜壽命尤為關(guān)鍵。

　　十二烷基苯自身的理化與熱性能較為穩(wěn)定。文獻(xiàn)[6] 報(bào)道過十二烷基苯老化實(shí)驗(yàn)研究，老化溫度為 115℃ ，時間為 96 h，油樣約為 170 mL，盛放于 200 mL的敞口瓶中，老化后油樣性能檢測結(jié)果見表 2。從表 2 可以看出烷基苯老化前后損耗與酸值均未出現(xiàn)數(shù)量級變化，將老化時間延長至 2 倍與 3 倍后，油樣除顏色泛黃外，損耗與酸值依然穩(wěn)定，老化前后的黏度也幾乎不變。文獻(xiàn)[8] 報(bào)道了老化溫度為 135℃、老化時長為 72～336 h 的老化實(shí)驗(yàn)研究，得出類似結(jié)論。

　　充油海纜內(nèi)的絕緣油會與電纜內(nèi)部多種材料接觸，這就要求在選材時不僅需要考慮絕緣油本身的老化特性，還需要考察長期運(yùn)行中電纜中的各種固體材料是否會使絕緣油加速老化。韋華達(dá)等研究了十二烷基苯與鋁、銅、鍍錫銅線、鋼以及耐油橡膠等材料共同老化后的損耗、酸值及顏色變化，老化溫度為 115℃，時間為 96 h，結(jié)果見表 3[6] 。從表 3 可以看出，該老化條件下除耐油橡膠外，其余材料的加入并不會使十二烷基苯老化程度發(fā)生明顯變化，這些材料對其老化過程影響很小，且十二烷基苯中不含硫，對金屬材料無腐蝕性。需要注意的是十二烷基苯與橡膠相容性很差，加入橡膠后會出現(xiàn)老化加速現(xiàn)象，文獻(xiàn)[5] 中報(bào)道了十二烷基苯與聚丙烯相容性也很差，會引起聚丙烯溶解與溶脹，這都是由于烷基苯中芳香烴含量高，對聚合物的溶解能力較強(qiáng)。因此，在使用時應(yīng)避免烷基苯與充油海纜外層聚合物接觸，以免發(fā)生腐蝕。

　　英國學(xué)者 Ian L. Hosier等通過紫外光譜與微水含量分析，研究了更高溫度下十二烷基苯與銅接觸后的老化情況[9] 。其老化溫度為135℃、老化時間為 72～336 h，油樣為 35 mL，置于 50 mL 的玻璃容器中，容器口用托盤遮擋避免過分蒸發(fā)，油樣中加入厚度為0.1 mm、表面積為22.4 cm2 的銅片，事先對銅片表面進(jìn)行打磨以消除氧化層。結(jié)果表明，該老化條件下銅會對烷基苯的老化起到促進(jìn)作用。加入銅的油樣進(jìn)行 72 h 老化，不加銅的油樣進(jìn)行 168 h 老化，二者的紫外光譜吸收峰值相當(dāng)，用紫外光譜分析加入銅的油樣，進(jìn)行 72 h 老化后在波長為 680 nm處出現(xiàn)了能夠表征羧酸銅的吸收峰，證明銅與烷基苯接觸后會發(fā)生老化腐蝕[9,11] 。從微水含量角度來看，未加銅的烷基苯中微水含量幾乎不隨老化時間增加而改變，但加入銅會引起微水含量隨老化時間增加而上升，直至 168 h 后達(dá)到 120 mg/kg。研究還發(fā)現(xiàn)加入銅后工頻下十二烷基苯的介電常數(shù)幾乎不隨老化時間增加而變化，與無銅時一致，但介質(zhì)損耗與電導(dǎo)在加入銅片后會隨老化時間增加而上升。十二烷基苯老化后的介電強(qiáng)度受銅影響很大，取老化前后油樣8 mL在1 mm間隙球-球電極系統(tǒng)內(nèi)分別進(jìn)行擊穿測試，烷基苯不與銅接觸老化 336 h 后，油樣的電氣強(qiáng)度由老化前的 14 kV/mm 下降至后的9 kV/mm，分散性變化不大;油樣與銅接觸僅老化72 h后，油樣的電氣強(qiáng)度便下降至7 kV/mm，且分散性變大。這可能與銅老化后有固體顆粒析出有關(guān)，這些顆粒在電場牽引下會形成小橋，放電會引固體小橋發(fā)展，從而引起介電強(qiáng)度的下降。此外銅的加入并不會影響?zhàn)ざ龋匣昂笸榛浇^緣油的黏度依然沒有明顯變化。

　　除了金屬的催化作用外，氧化是引起絕緣油老化的另一重要原因。充油海纜絕緣層所用的浸漬紙由纖維素構(gòu)成，長期運(yùn)行后在電熱應(yīng)力下發(fā)生分解，會產(chǎn)生 CO、CO2、H2O 等含氧副產(chǎn)物，從而引起絕緣油與線芯油道的氧化，導(dǎo)致老化加劇[12] 。二芐基二硫(DBDS)是絕緣油中常用的一種抗氧化劑， Hosier等通過紫外光譜研究了加入DBDS對烷基苯絕緣油的影響。結(jié)果表明，在接觸空氣與銅的情況下，未加入DBDS的油樣老化72 h后就在680 nm處出現(xiàn)了明顯的表征羧酸銅的吸收峰，而加入 DBDS 的油樣則在老化168 h后才出現(xiàn)該峰，說明DBDS確實(shí)能夠延緩銅氧化所引發(fā)的老化現(xiàn)象[9] 。但另一方面 DBDS 會引入硫元素，硫會與銅發(fā)生硫化反應(yīng)。該研究對比了銅片參與時加入與不加入DBDS對十二烷基苯老化的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入 DBDS 的油樣老化后出現(xiàn)銅片變黑現(xiàn)象，且介電強(qiáng)度明顯下降，說明加入 DBDS確實(shí)會導(dǎo)致油中銅件的硫化[9] 。日本學(xué)者H. Kawarai等也發(fā)現(xiàn)電纜油紙上的硫化銅與油中DBDS和銅的反應(yīng)有關(guān)[13] 。硫化反應(yīng)同樣會加速老化導(dǎo)致絕緣油性能下降。因此在選擇抗氧劑時，應(yīng)注意抗氧劑組成成分，避免引入硫元素等影響油品。

　　Hosier等研究了礦物絕緣油與十二烷基苯混合后的老化特性，老化溫度為135℃，老化時間為36～ 288 h。該研究通過紅外光譜檢測烷基苯與空氣接觸并老化后的油樣，發(fā)現(xiàn)在 800～1 400 cm-1 出現(xiàn)了表征O-H鍵與C-O鍵的吸收峰，而加入10%礦物絕緣油后進(jìn)行老化，油樣中表征 O-H 的峰幾乎消失，表征 C-O 的峰明顯減弱，加入 25% 礦物絕緣油，老化后油樣中表征氧化的峰幾乎消失。此處添加的礦物絕緣油中不含抗氧劑，說明礦物絕緣油本身可作為氧化抑制劑添加至十二烷基苯中進(jìn)行改性[10] 。研究還發(fā)現(xiàn)添加少量礦物絕緣油能夠延緩?fù)榛降睦匣也粫ν榛降乃嶂怠⑺峙c損耗等性能造成明顯影響。當(dāng)烷基苯中有銅存在時，向烷基苯中添加 10%礦物絕緣油，能夠有效抑制絕緣油因老化引起的酸值與水分上升，礦物絕緣油的添加量達(dá) 25% 時，還能夠有效抑制老化引起的損耗上升。而更高添加量并不能起到進(jìn)一步的老化抑制作用。

　　5 充油海纜用烷基苯的毒性研究

　　一種絕緣材料能否投入實(shí)際運(yùn)用，既要考慮性能因素，也需要考慮安全因素。我國過去曾使用過的一些液體介質(zhì)如聚氯聯(lián)苯等，雖然具有優(yōu)異的介電性能，但因嚴(yán)重毒副作用，最終還是在產(chǎn)業(yè)升級中被淘汰。烷基苯在制備、運(yùn)輸、電纜制造以及電纜維修等環(huán)節(jié)中均有可能與生產(chǎn)、運(yùn)輸或施工人員發(fā)生直接接觸，有必要詳細(xì)評估其安全性。另一方面充油海纜敷設(shè)于海底，若電纜發(fā)生破損，油道內(nèi)的正壓會將絕緣油擠壓入海中造成污染，泄漏發(fā)生后絕緣油對海洋環(huán)境的影響特別是毒性影響，也有必要進(jìn)行深入研究。因此對十二烷基苯的毒性研究應(yīng)包括對人的影響以及對海洋環(huán)境的影響兩個方面。

　　韋桂秋等[14] 通過實(shí)驗(yàn)方法研究了十二烷基苯對發(fā)光細(xì)菌、海洋微藻、魚類、對蝦、多毛類以及貝類等海洋生物的急性與慢性生物毒性，結(jié)果表明十二烷基苯僅對小型甲殼類生物表現(xiàn)出極強(qiáng)毒性，對上述其余海洋生物的毒性影響甚微。岑貞錦等[15] 研究表明十二烷基苯對海洋生物的效應(yīng)濃度值介于飽和溶解濃度的 17.07%～100%，水中十二烷基苯濃度在飽和溶解濃度的 6.25% 以下時，不會對實(shí)驗(yàn)生物的存活產(chǎn)生明顯可見的毒性影響。需要注意的是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與實(shí)際環(huán)境存在一定區(qū)別，當(dāng)發(fā)生海中泄漏時，需要根據(jù)泄漏源情況、泄漏范圍以及擴(kuò)散速度等綜合評估實(shí)際毒害作用。

　　對人的影響方面，岑貞錦等[15] 開展小鼠 14天急性經(jīng)口毒性實(shí)驗(yàn)，研究十二烷基苯絕緣油對哺乳類生物的毒性影響。研究表明海纜絕緣油對小鼠的經(jīng)口毒性計(jì)量大于 5.56 mL/kg 體重。小鼠給藥后 24 h 即恢復(fù)，14 天內(nèi)未出現(xiàn)死亡，按工業(yè)化學(xué)品毒性分級屬無急性毒性，按食品安全的毒性劑量分級為相對無毒。該結(jié)果與其他一些關(guān)于烷基苯低毒性的報(bào)道一致[14,16] 。

　　趙剛等[16] 研究了十二烷基苯在海水中的降解率，研究表明十二烷基苯在天然海水中28天能夠降解 44.0%，在 活 性 淤 泥 菌 作 用 下 28 天 降 解 率 為 75.9%，其生物降解率遠(yuǎn)高于礦物絕緣油，對環(huán)境較為友好。

　　綜上所述，十二烷基苯對人與環(huán)境的毒性較弱，可以認(rèn)為是一種較為安全的液體介質(zhì)。

　　6 結(jié)束語

　　本文綜述了充油海纜用烷基苯絕緣油的理化、電氣特性、老化特性以及生物毒性方面的研究與進(jìn)展。烷基苯絕緣油具有低黏度、高介電強(qiáng)度、析氣性良好及凝點(diǎn)低等性能優(yōu)勢，但其與鉛、鋁及有機(jī)薄膜相容性較差。烷基苯絕緣油具有良好的老化特性，但與銅共同使用時存在老化加速現(xiàn)象，需要添加抗氧劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外可以加入礦物絕緣油改善其老化性能。生物毒性方面，已有研究表明烷基苯對人體及海洋環(huán)境均未見明顯毒性，且軟質(zhì)烷基苯能夠有效降解，對環(huán)境友好。

　　我國自 20世紀(jì) 80年代開始探索充油電纜相關(guān)領(lǐng)域，學(xué)者們對包括烷基苯在內(nèi)的充油電纜絕緣材料開展了大量基礎(chǔ)研究工作，國內(nèi)電纜制造與化工企業(yè)也積極推進(jìn)充油電纜國產(chǎn)化進(jìn)程，制造出 275 kV電壓等級以上的充油電纜及適用于 330 kV的電纜油[11] 。但隨著以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為代表的聚合物絕緣電纜技術(shù)普及，充油電纜技術(shù)路線逐漸邊緣化，相關(guān)研究與生產(chǎn)陷入停滯。目前我國充油海纜多數(shù)為國外引進(jìn)的技術(shù)與產(chǎn)品，而國內(nèi)外的工程經(jīng)驗(yàn)表明充油電纜未被淘汰，仍具有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，特別是在高電壓等級的海底電纜場合，應(yīng)當(dāng)予以必要的重視。