基于硅橡膠的配電站房電纜套管密封系統(tǒng)

陳琪瑯，戴燎原，黃燦鋒，李芬芳

（1.國網(wǎng)泉州供電公司，福建泉州 362000；2.泉州億興電力有限公司，福建泉州 362000）

基于硅橡膠的配電站房電纜套管密封系統(tǒng)

陳琪瑯1，戴燎原1，黃燦鋒2，李芬芳2

（1.國網(wǎng)泉州供電公司，福建泉州 362000；2.泉州億興電力有限公司，福建泉州 362000）

針對目前配電站房常見的電纜溝積水、積污，電纜橋架積水造成凝露閃絡(luò)等故障，根據(jù)目前采取的防范措施及相應(yīng)的優(yōu)缺點，探索研究一種基于硅橡膠的配電站房電纜套管密封系統(tǒng)。該配電站房進(jìn)線電纜套管密封系統(tǒng)有利于延長配電室設(shè)備的使用壽命，提高城市配網(wǎng)供電可靠性。

電纜；配電站房；阻燃；粘性；硅橡膠；密封

1 傳統(tǒng)電纜套管密封技術(shù)存在的不足

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化的程度不斷提高，電纜用量在整個電力傳輸線路中所占的比例日益提高。與此同時，配電站房進(jìn)線電纜出現(xiàn)故障的幾率越來越大[1]。由于外界因素或內(nèi)部故障的影響，電纜失火會引起火災(zāi)，火勢會隨著電纜蔓延至配電站房，導(dǎo)致配電站房起火。在這種情況下，亟需一個良好的配電站房進(jìn)線電纜套管系統(tǒng)，阻止火勢的繼續(xù)蔓延，保護(hù)配電站房不被火勢所侵。

此外，由于配電站房進(jìn)線電纜套管密封系統(tǒng)差，配電站房里積水、潮氣、滲水、蟲鼠破壞等影響，導(dǎo)致配電室凝露閃絡(luò)故障，無法正常供電。

所以，設(shè)計一套良好的配電站房進(jìn)線電纜套管密封系統(tǒng)，可以起到減少損失，保障供電的作用，在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這樣的系統(tǒng)要同時符合防水、防火、防老化、可重復(fù)施工，長期免維護(hù)的要求，這些要求是我們常規(guī)使用的傳統(tǒng)的電纜套管密封技術(shù)所無法滿足的。目前，我國國內(nèi)常用的防火堵料有塑性防火堵料、防火包、無機(jī)防火堵料、防火板、防火角鋼、防火密封條、防火密封膠、阻火圈、阻火帶、防火泡沫、防火塞等。這些傳統(tǒng)的堵料對于進(jìn)線電纜與套管之間并完全密封，而且需要長期免維護(hù)。關(guān)于配電房防水方面有報道，一般采用自防水混凝土，該方法操作簡單易得，不過混凝土封在進(jìn)線電纜套管，在施工過程中易破壞電纜套管、事后增減電纜不易操作，防水也不能徹底[3]。而且傳統(tǒng)材料都有共同的缺點：水中會輕微融化、低溫（-40℃）下會變硬并開裂、高溫（120℃）下會軟化。

因此，筆者探索采用一種以有機(jī)硅橡膠為主體材料制備的配電站房電纜套管密封材料，集防水、防火為一體的封堵材料，解決現(xiàn)有技術(shù)和應(yīng)用需求問題，提高材料在配電房電纜運行環(huán)境中適應(yīng)性，延長配電站房運行設(shè)備的使用壽命，降低配電站房故障率。其主體材料有機(jī)硅橡膠結(jié)構(gòu)中含有Si—O鍵，其鍵能高達(dá)425kJ/mol，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C—O鍵能（351kJ/mol）和C—C鍵能（345kJ/mol），因此其穩(wěn)定性好。將硅橡膠用于配電房電纜套管密封系統(tǒng)，有助于提高密封系統(tǒng)的安全性和持久性。

2 以有機(jī)硅橡膠為主體的防水、防火材料簡析

2.1 特性

有機(jī)硅橡膠是一種高分子材料，具有優(yōu)越的耐候性、絕緣性、耐溫性及疏水性，有一定的阻燃性。目前，在電氣產(chǎn)品粘結(jié)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用，是一種具有制備絕緣、耐候、防水、防火、耐腐蝕要求的材料。

將一種有機(jī)硅橡膠與阻燃劑（氫氧化鎂、十溴二苯乙烷）、補強填充劑（碳酸鈣、滑石粉）進(jìn)行配合，制備出具有防水、防火、絕緣、耐腐蝕、耐候性、不干性、自粘性的材料。通過與其他特性材料的合理配合，可以達(dá)到符合各種性能及環(huán)境適用要求。

2.2 封堵

防水、防火速封膠利用其不干性及自粘性對配電站房進(jìn)線電纜套管進(jìn)行塞注式密封，使防水、防火速封膠與電纜套管及電纜套管電纜線形成無間隙整體，實現(xiàn)封堵密封。

2.3 防水

利用有機(jī)硅高分子材料本身具有的疏水性特性，選擇適當(dāng)?shù)姆肿恿縼硖岣吣z料自身粘性，通過對電纜套管及電纜線間隙的塞注式封堵密封，起到對水的阻擋來實現(xiàn)防水。

2.4 防火

在有機(jī)硅橡膠中配合阻燃體系實現(xiàn)防火阻燃目的，考慮到對環(huán)保及燃燒時煙氣的因素，選擇采用氫氧化鎂與十溴二苯乙烷組合的阻燃體系，該體系的阻燃效果好，能達(dá)到FV-0級的性能，且符合環(huán)保及燃燒時煙氣少的要求。

2.5 絕緣及環(huán)境應(yīng)用

由于采用了一些能提高絕緣性的填充料滑石粉，因此其體積電阻率能達(dá)到1.1×1013Ω·m；表面電阻率為1.63×1012Ω·m；擊穿強度為22.54kV/mm；添加了阻燃劑后，其阻燃性達(dá)到FV-0級；且具有優(yōu)越的耐腐蝕性，能在酸、堿、鹽的環(huán)境中應(yīng)用，不產(chǎn)生脫落、趨、起泡、變色等現(xiàn)象；能在-40℃環(huán)境中，不開裂，120℃環(huán)境中不流淌。

2.6 配方

2.6.1 主體材料

主要使用甲基有機(jī)硅橡膠（例如國產(chǎn)107硅橡膠）。該橡膠根據(jù)其分子量的不同，其粘性也不同，需要依據(jù)對自粘性的要求，選擇相適應(yīng)的分子量有機(jī)硅橡膠。

2.6.2 阻燃材料

有機(jī)硅橡膠添加環(huán)保環(huán)保型阻燃體系（氫氧化鎂與十溴二苯乙烷組合）就可以達(dá)到阻燃自熄的效果，阻燃性達(dá)到FV-0級，氧指數(shù)≥28。在火焰的燒蝕下，產(chǎn)煙量較少。硅橡膠燃燒產(chǎn)生二氧化碳、水，均為無毒物質(zhì)。符合國家GB/T20285—2006《材料產(chǎn)煙毒性危險分級》標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求。

2.6.3 補強填充材料采用不燃的碳酸鈣和滑石粉材料，主要是碳酸鈣材料起增量填料作用，調(diào)節(jié)膠料的軟硬度；滑石粉材料主要起提高絕緣性和挺性作用。

2.7 制備方法

2.7.1 制備防水、防火速封膠步驟流程

先將有機(jī)硅橡膠、氫氧化鎂、十溴二苯乙烷、碳酸鈣、滑石粉按配方比例稱量，再將除有機(jī)硅橡膠外的所有材料投入攪拌型捏合機(jī)中，然后投入有機(jī)硅橡膠。合上捏合機(jī)蓋，開啟捏合機(jī)進(jìn)行攪拌捏合，直至膠料攪拌捏合均勻，即制備完成，擠出、成形、包裝。

3 結(jié)束語

防水、防火速封膠在配電站房中的應(yīng)用，能適應(yīng)配電站房結(jié)構(gòu)設(shè)計和電纜布局，使配電站房的防火和防水密封系統(tǒng)得到完善。配電站房電纜套管密封系統(tǒng)具有了柔性填充的優(yōu)點，不會損傷電纜系統(tǒng)，密封性能好，無縫隙粘堵；防水、防火速封膠可以與電纜外表面（多根電纜）、隔離密封系統(tǒng)無縫隙粘貼，并可自粘成一體；防火，防水、抗老化、耐腐蝕、耐候；可在-40℃的低溫（不開裂）及120℃的高溫（不流淌）下長期使用，能在鹽度較高的地區(qū)使用，保持性能不變。后期維護(hù)方便，后期添加電纜可經(jīng)隔離系統(tǒng)通過。本文研究的有機(jī)硅橡膠防水、防火速封膠，在配電站房電纜套管密封系統(tǒng)的應(yīng)用取得不錯的效果，滿足配電房的防火防水等級一級的要求。

據(jù)測算，福建省全省約5 000個配電房，以每套配電房內(nèi)運行設(shè)備總價為500萬、運行年限25a計算，使用本系統(tǒng)可以提高運行設(shè)備5a，增加每年經(jīng)濟(jì)效益16 500萬元。福建省配電站房因為電纜進(jìn)線套管密封不夠，造成進(jìn)水、凝露、等短路故障而引起的停電時間按10 000h，按線路平均負(fù)荷電流200A，用戶功率因素0.9計算，每年可增供電量1.732*10*200* 0.9*10 000=12 470 400kW·h=3 117.5萬kW·h。每kW·h以0.8元計，共計產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約3 117.5*0.8=2 494萬元。

[1] 閆高峰.電纜的防火與阻燃處理[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2010，（02）.

[2] 朱保漢，李暉.電纜防火封堵設(shè)計[J].建筑電氣，2007，（09）.

[3] 于磊，李龍生，王軍帥.電纜防水密封成品模塊施工工藝[J].城市建設(shè)理論研究，2015，（34）.

[4] 楊玉瑋，張愛波，李明.有機(jī)硅密封膠的研究與發(fā)展[J].粘接，2006，（03）：27.

Analysis of Silicone Rubber-based Cable Sealing System for Power Distribution Stations

Chen Qi-lang，Dai Liao-yuan，Huang Can-feng，Li Fen-fang

According to the current preventive measures and the corresponding advantages and disadvantages，this paper explores a kind of fault diagnosis method based on silicone rubber，which is based on the common cable trench in the power distribution station，water accumulation in the cable bridge，water condensation in the cable bridge.Cable Sealing System of Power Station.The cable sealing system of the cable box in the distribution room is conducive to improving the service life of the equipment in the distribution room and improving the reliability of power supply in the city distribution network.

cable；distribution room；f re retardant；viscous；silicone rubber

TF083.2

A

1003-6490（2016）11-0021-02

2016-11-15

陳琪瑯（1972—），男，福建泉州人，工程師，研究方向為配電技術(shù)管理。