CN114910520A - 一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，包括以下步骤：通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；基于阴暗的富氧环境，将真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；采集涂覆在硅橡胶表面的真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；获取电导率分别与憎水角的第一关系、盐密的第二关系、灰密的第三关系，根据第一关系、第二关系、第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响；本方法可操作性、可重复性强，不仅适用于实验室覆真菌硅橡胶材料的批量生产，还可间接模拟实际工况现场绝缘子表面真菌的附着情况。
Description
技术领域
本发明涉及高电压与绝缘技术，具体而言，涉及一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法。
背景技术
近年来由于硅橡胶材料突出的憎水性能，在高电压外绝缘领域发挥着十分重要的作用。高压输电线路中，用采用硅橡胶材料作为涂料制作成的复合绝缘子十分常见，悬挂在导线上，以保证高电位的导线和地电位的杆塔之间可靠绝缘。
该材料的表面表现出明显的憎水性，可显著提高高压绝缘的可靠性。但是由于生态环境的变化，在我国四川、云南、广西、湖南等南方高温潮湿地区，复合绝缘子和绝缘支柱RTV涂料表面出现真菌附着的现象。现场测试发现，真菌的生长会破坏复合材料表面的憎水性，降低其绝缘可靠性，对电网的安全运行带来不稳定因素。
在国内外仅对真菌相关问题的研究比较少，对于如何将真菌接种至硅橡胶的探究比较少。
另外，对于研究绝缘材料表面憎水性问题的方法主要有两种：HC分级法和静态接触角法。在实验室中多用静态接触角法，对硅橡胶绝缘子的憎水性能进行一个客观、准确地定量分析绝。盐密全称为等值附盐密度(ESDD)，指外绝缘设备上单位表面积的等值盐密。测量方法：使用一定量的蒸馏水对一定面积绝缘子表面的污秽全部洗掉，用仪器进行污秽溶液电导率的测量，再通过公式换算转化为等值盐密。灰密全程非溶性沉积物密度(ESDD)，是指外绝缘设备上单位表面积的等值灰密。对于绝缘子表面污秽大小程度主要体现在灰密，因此，急需一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，用于通过测量被真菌五然后的绝缘子表面的灰密，客观评价硅橡胶被真菌污染后的憎水性变化的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，用于表征不同浓度的真菌对硅橡胶绝缘子电气性能的影响。
为了实现上述技术目的，本申请提供了一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，包括以下步骤：
通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；
基于阴暗的富氧环境，将真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；
采集涂覆在硅橡胶表面的真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
获取电导率分别与憎水角的第一关系、盐密的第二关系、灰密的第三关系，根据第一关系、第二关系、第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
优选地，在培养斜面白腐真菌的过程前，将胰酪胨、蛋白胨和葡萄糖按一定配方制备成培养基粉末，在温度为25℃下，取30g溶解于1L纯水中，最终控制pH在5.6±0.2，获得液体培养基，并在115℃条件下灭菌20min并冷却至室温。
优选地，在培养斜面白腐真菌的过程中，真菌冻存管开启前，采用75％酒精棉擦拭冻存管表面进行消毒；
用灭菌接种环将斜面白腐真菌接种至液体培养基后，培养液在25±1℃、湿度≥80％及24h光照的培养箱中培养10天。
优选地，在获取真菌悬浮液的过程中，采用抽滤的方式将真菌培养液中的真菌与液体培养基进行分离，并通过灭菌纯水，制备成真菌悬浮液，其中，通过纤维滤纸过滤菌丝。
优选地，在将真菌悬浮液均匀涂覆在硅橡胶表面的过程中，制备不同浓度等级的真菌悬浮液，分别涂覆在不同的硅橡胶表面，在阴暗的富氧环境中培养14天；
采集不同浓度等级的真菌悬浮液的电导率，通过获取每种浓度的真菌悬浮液涂覆的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
优选地，在获取憎水角的过程中，通过动静态接触角测量仪对每个硅橡胶表面分别随机选取5个不同的方位进行接触角的测量，并且重复3次测量，求取平均值作为最终该浓度下的憎水角，并根据电导率，生成第一关系。
优选地，在评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响的过程中，基于电导率，通过Origin进行图像的绘制，分别根据盐密、灰密，生成第二关系、第三关系，并根据第一关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
优选地，用于实现表征方法的表征系统，包括：
数据采集模块，用于通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；基于阴暗的富氧环境，将真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；采集涂覆在硅橡胶表面的真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
评价模块，用于获取电导率分别与憎水角的第一关系、盐密的第二关系、灰密的第三关系，根据第一关系、第二关系、第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
本发明公开了以下技术效果：
本发明实现了将真菌附着生长在硅橡胶表面，并在附着真菌之前，首先确定了所用真菌的密度可根据不同浓度的需要去稀释，可以满足实验研究中对于硅橡胶表面真菌密度进行定量控制的需要，并且可以保证真菌附着的均匀性。同时，该方法可在实验室中模拟绝缘子不同浓度下的真菌悬浮液积污，测得盐密灰密以表征污秽程度，进而研究真菌对于硅橡胶材料表面憎水性能以及电气性能的影响。本方法可操作性、可重复性强，不仅适用于实验室覆真菌硅橡胶材料的批量生产，还可间接模拟实际工况现场绝缘子表面真菌的附着情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述的培养真菌染污硅橡胶的装置示意图；
图2是本发明所述的现场绝缘子生长真菌的图像；
图3是本发明所述的显微镜下的白腐真菌图像；
图4是本发明所述的硅橡胶绝缘子样品的憎水迁移性；
图5是本发明所述的硅橡胶绝缘子样品的等值盐密；
图6是本发明所述的硅橡胶绝缘子样品的等值灰密。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-6所示，本发明提供了一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，包括以下步骤：
通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；
基于阴暗的富氧环境，将真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；
采集涂覆在硅橡胶表面的真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
获取电导率分别与憎水角的第一关系、盐密的第二关系、灰密的第三关系，根据第一关系、第二关系、第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
进一步优选地，本发明在培养斜面白腐真菌的过程前，将胰酪胨、蛋白胨和葡萄糖按一定配方制备成培养基粉末，在温度为25℃下，取30g溶解于1L纯水中，最终控制pH在5.6±0.2，获得液体培养基，并在115℃条件下灭菌20min并冷却至室温。
进一步优选地，本发明在培养斜面白腐真菌的过程中，真菌冻存管开启前，采用75％酒精棉擦拭冻存管表面进行消毒；
用灭菌接种环将斜面白腐真菌接种至液体培养基后，培养液在25±1℃、湿度≥80％及24h光照的培养箱中培养10天。
进一步优选地，本发明在获取真菌悬浮液的过程中，采用抽滤的方式将真菌培养液中的真菌与液体培养基进行分离，并通过灭菌纯水，制备成真菌悬浮液，其中，通过纤维滤纸过滤菌丝。
进一步优选地，本发明在将真菌悬浮液均匀涂覆在硅橡胶表面的过程中，制备不同浓度等级的真菌悬浮液，分别涂覆在不同的硅橡胶表面，在阴暗的富氧环境中培养14天；
采集不同浓度等级的真菌悬浮液的电导率，通过获取每种浓度的真菌悬浮液涂覆的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
进一步优选地，本发明在获取憎水角的过程中，通过动静态接触角测量仪对每个硅橡胶表面分别随机选取5个不同的方位进行接触角的测量，并且重复3次测量，求取平均值作为最终该浓度下的憎水角，并根据电导率，生成第一关系。
进一步优选地，本发明在评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响的过程中，基于电导率，通过Origin进行图像的绘制，分别根据盐密、灰密，生成第二关系、第三关系，并根据第一关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
进一步优选地，用于实现表征方法的表征系统，包括：
数据采集模块，用于通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；基于阴暗的富氧环境，将真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；采集涂覆在硅橡胶表面的真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
评价模块，用于获取电导率分别与憎水角的第一关系、盐密的第二关系、灰密的第三关系，根据第一关系、第二关系、第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
本具体实施方式中提供了一种新型的真菌污染硅橡胶的实验装置及采用液体培养基培养的真菌染污硅橡胶材料的制备方法。该装置用亚克力板搭建了两个培养箱，外层培养箱设计成遮光箱，内嵌温度调节器，可以感应温度的高低，实现恒温培养，内置培养箱上接液体喷洒装置，形成一个湿度较高的环境，还有排风扇，为真菌供给所需要的氧气，实现了将真菌附着生长在硅橡胶表面，利用该方法得到的硅橡胶试片可以直接用于探究真菌不同浓度对硅橡胶绝缘子的影响，即静态接触角法测量其表面的憎水性能，在实验室中模拟绝缘子不同浓度下的真菌悬浮液积污，测得污秽程度，进而研究真菌对于硅橡胶材料表面憎水性能以及对积污的影响。
在硅橡胶材料的表面定量、均匀地附着真菌的方法，包括以下步骤：1)采用液体培养基对真菌进行培养：采用由杭州微生物试剂有限公司提供的沙氏葡萄糖液体培养基(Sabouraud Dextrose Broth)培养(1L)，将30g培养基粉末溶解于1L的纯水中，在医用立式蒸汽灭菌器中采用蒸馏水蒸汽进行高温高压灭菌，于115℃条件下灭菌20min并冷却至室温。真菌冻存管开启前，先采用75％酒精棉擦拭冻存管表面进行消毒，保证无菌污染前提下，用灭菌接种环将真菌接种至液体培养基中，在人工气候培养箱中保持培养液在25±1℃、湿度≥80％及24h光照的条件下，培养10天；2)提取培养好的真菌菌丝：用力震荡烧瓶以分散菌丝体及真菌孢子，采用抽滤的方式将真菌培养液中的真菌与液体培养基进行分离(用纤维滤纸过滤菌丝)；3)测量真菌悬浮液的密度：采用重量法测菌液浓度，取一支离心式管10ml的真菌悬浮液，调节pH＝3,送入离心机进行离心分离，倒去上清液，加入无菌水，再一次离心分离，倒去上清液，置于干燥箱中烘干至恒重，自然冷却后称其重量得到真实浓度；4)制作硅橡胶样品：将10ml液体纳米涂料均匀地倒在相同的90mm×15mm的细菌培养皿中，待样品凝固后用无水乙醇对样品进行清洗备用；5)定量添加真菌悬浮液：根据期望的硅橡胶表面真菌的密度，加入相同浓度不同体积的真菌悬浮液，并稀释到20ml，用涂布棒将真菌悬浮液均匀的涂布至硅橡胶样品表面；6)真菌污染硅橡胶试品的培养：将真菌污染硅橡胶试品放置在一种恒温的、富氧的培养箱中进行培养，定期喷洒一点葡萄糖养料；7)憎水性测试以及盐密灰密测试：去除表面的真菌，并用无水乙醇对试品进行消毒，对其进行静态接触角的测量，以及盐密灰密的测量；8)数据分析：将所得数据通过Origin进行绘图分析。
在硅橡胶材料的表面定量、均匀地附着真菌的方法，具体包括以下步骤过程：
首先要测量所用真菌悬浮液的密度，此处提供的参考方法为重量法。
真菌的培养：
配置液体培养基：选取含有营养物质的培养基，可采用由杭州微生物试剂有限公司提供的沙氏葡萄糖液体培养基(SabouraudDextroseBroth)培养，由胰酪胨、蛋白胨和葡萄糖按一定配方组成的培养基粉末，取30g溶解于1L纯水中，在温度为25℃下，使最终pH在5.6±0.2；如表1所示：
表1
高温灭菌：将配置好的液体培养基在医用立式蒸汽灭菌器中采用蒸馏水蒸汽进行高温高压灭菌，在115℃条件下灭菌20min并冷却至室温；
无污染接种真菌：真菌冻存管开启前，先采用75％酒精棉擦拭冻存管表面进行消毒，以防止其他微生物污染。用灭菌接种环将斜面白腐真菌接种至液体培养基中。整个操作过程在无菌操作台中通风进行。此后，培养液在25±1℃、湿度≥80％及24h光照的人工气候培养箱中培养10天。
真菌的分离与真菌浓度的测量：
真菌的分离：由于本实验采用液体培养基，为防止液体培养基对实验结果造成影响，本步骤采用抽滤的方式将真菌培养液中的真菌与液体培养基进行分离。在进行抽滤之前，用力震荡烧瓶，目的是分散菌丝体以及将真菌从孢子中释放出来。然后用纤维滤纸过滤菌丝。将抽滤后得到的物质溶解在灭菌纯水中。过滤掉的污液，要求真菌灭活，将其放置蒸汽灭菌器，进行高温高压灭菌；
真菌浓度的测量：采用重量法测真菌菌液浓度，取一支离心式管10ml的真菌悬浮液，调节至pH＝3，送入离心机进行离心分离，倒去上清液，加入无菌水，再一次离心分离，倒去上清液，置于干燥箱中烘干至恒重，自然冷却后称其重量得到真实浓度。
真菌接种：
硅橡胶样品制备：为保证硅橡胶样品试片的大小和形状一致，将10ml加强型纳米复合涂料液体均匀地倒在相同的90mm×15mm的细菌培养皿中，待样品凝固后用无水乙醇对样品进行清洗备用；
真菌的接种：根据实验所需要的硅橡胶表面真菌的密度，加入不同体积的相同浓度真菌悬浮液，并稀释到20ml分别将真菌悬浮液均匀涂布至硅橡胶样品表面。例如，在5个相同的无菌烧杯中分别加入Nml、4N/5ml、3N/5ml、2N/5ml、N/5ml的真菌悬浮液，然后每个烧杯均用无菌纯水稀释到20ml，从而实现N、4N/5、3N/5、2N/5、N/5五个不同的真菌悬浮液密度等级，从而形成五组不同真菌浓度接种的硅橡胶试品。将其放置于特定的恒温富氧培养箱中培养14天。
试品的测量：
憎水性的测量：采用JC200D型动静态接触角测量仪对每个试品分别随机选取5个不同的方位进行接触角的测量，并且重复3次测量，求取实验的平均值作为最终该浓度下的憎水角。
盐密灰密的测量：采用电导率仪器对污秽即真菌悬浮液进行电导率的测量得到数据通过Origin进行图像的绘制，通过图像可以明显的看出随着真菌悬浮液浓度的提高，硅橡胶绝缘子试品表面的盐密和灰密均会提高。但是灰密对硅橡胶绝缘子样品的影响更大。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；
基于阴暗的富氧环境，将所述真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；
采集涂覆在硅橡胶表面的所述真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
获取所述电导率分别与所述憎水角的第一关系、所述盐密的第二关系、所述灰密的第三关系，根据所述第一关系、所述第二关系、所述第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
2.根据权利要求1所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
在培养斜面白腐真菌的过程前，将胰酪胨、蛋白胨和葡萄糖按一定配方制备成培养基粉末，在温度为25℃下，取30g溶解于1L纯水中，最终控制pH在5.6±0.2，获得液体培养基，并在115℃条件下灭菌20min并冷却至室温。
3.根据权利要求2所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
在培养斜面白腐真菌的过程中，真菌冻存管开启前，采用75％酒精棉擦拭冻存管表面进行消毒；
用灭菌接种环将斜面白腐真菌接种至液体培养基后，培养液在25±1℃、湿度≥80％及24h光照的培养箱中培养10天。
4.根据权利要求3所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
在获取真菌悬浮液的过程中，采用抽滤的方式将真菌培养液中的真菌与液体培养基进行分离，并通过灭菌纯水，制备成所述真菌悬浮液，其中，通过纤维滤纸过滤菌丝。
5.根据权利要求4所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
在将所述真菌悬浮液均匀涂覆在硅橡胶表面的过程中，制备不同浓度等级的所述真菌悬浮液，分别涂覆在不同的硅橡胶表面，在阴暗的富氧环境中培养14天；
采集不同浓度等级的所述真菌悬浮液的电导率，通过获取每种浓度的真菌悬浮液涂覆的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
6.根据权利要求5所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
在获取憎水角的过程中，通过动静态接触角测量仪对每个硅橡胶表面分别随机选取5个不同的方位进行接触角的测量，并且重复3次测量，求取平均值作为最终该浓度下的憎水角，并根据所述电导率，生成所述第一关系。
7.根据权利要求6所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
在评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响的过程中，基于所述电导率，通过Origin进行图像的绘制，分别根据所述盐密、所述灰密，生成所述第二关系、所述第三关系，并根据所述第一关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
8.根据权利要求7所述一种用于斜面白腐真菌对于硅橡胶染污程度的表征方法，其特征在于：
用于实现所述表征方法的表征系统，包括：
数据采集模块，用于通过沙氏葡萄糖液体培养基，培养斜面白腐真菌10天后，获取真菌悬浮液；基于阴暗的富氧环境，将所述真菌悬浮液，均匀涂覆在硅橡胶表面，培养14天；采集涂覆在硅橡胶表面的所述真菌悬浮液的电导率，以及被真菌侵染的硅橡胶表面的憎水角、盐密、灰密；
评价模块，用于获取所述电导率分别与所述憎水角的第一关系、所述盐密的第二关系、所述灰密的第三关系，根据所述第一关系、所述第二关系、所述第三关系，评价真菌对于硅橡胶的憎水性能的影响。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116413101A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-07-11 | 华北电力大学（保定） | 一种黑曲霉染污硅橡胶影响程度的评估方法 |
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| JPH10273596A (ja) * | 1997-02-03 | 1998-10-13 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物及びポリマー碍子 |
| CN104977325A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-14 | 江苏省电力公司连云港供电公司 | 绝缘子憎水性表面局部盐密测量装置及测量方法 |
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2022
- 2022-07-04 CN CN202210787397.8A patent/CN114910520A/zh not_active Withdrawn
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