基于硅橡胶的配电站房电缆套管密封系统

陈琪琅，戴燎原，黄灿锋，李芬芳

（1.国网泉州供电公司，福建泉州 362000；2.泉州亿兴电力有限公司，福建泉州 362000）

基于硅橡胶的配电站房电缆套管密封系统

陈琪琅1，戴燎原1，黄灿锋2，李芬芳2

（1.国网泉州供电公司，福建泉州 362000；2.泉州亿兴电力有限公司，福建泉州 362000）

针对目前配电站房常见的电缆沟积水、积污，电缆桥架积水造成凝露闪络等故障，根据目前采取的防范措施及相应的优缺点，探索研究一种基于硅橡胶的配电站房电缆套管密封系统。该配电站房进线电缆套管密封系统有利于延长配电室设备的使用寿命，提高城市配网供电可靠性。

电缆；配电站房；阻燃；粘性；硅橡胶；密封

1 传统电缆套管密封技术存在的不足

近年来，随着我国社会经济的发展，工业现代化的程度不断提高，电缆用量在整个电力传输线路中所占的比例日益提高。与此同时，配电站房进线电缆出现故障的几率越来越大[1]。由于外界因素或内部故障的影响，电缆失火会引起火灾，火势会随着电缆蔓延至配电站房，导致配电站房起火。在这种情况下，亟需一个良好的配电站房进线电缆套管系统，阻止火势的继续蔓延，保护配电站房不被火势所侵。

此外，由于配电站房进线电缆套管密封系统差，配电站房里积水、潮气、渗水、虫鼠破坏等影响，导致配电室凝露闪络故障，无法正常供电。

所以，设计一套良好的配电站房进线电缆套管密封系统，可以起到减少损失，保障供电的作用，在一定程度上提高经济效益和社会效益。这样的系统要同时符合防水、防火、防老化、可重复施工，长期免维护的要求，这些要求是我们常规使用的传统的电缆套管密封技术所无法满足的。目前，我国国内常用的防火堵料有塑性防火堵料、防火包、无机防火堵料、防火板、防火角钢、防火密封条、防火密封胶、阻火圈、阻火带、防火泡沫、防火塞等。这些传统的堵料对于进线电缆与套管之间并完全密封，而且需要长期免维护。关于配电房防水方面有报道，一般采用自防水混凝土，该方法操作简单易得，不过混凝土封在进线电缆套管，在施工过程中易破坏电缆套管、事后增减电缆不易操作，防水也不能彻底[3]。而且传统材料都有共同的缺点：水中会轻微融化、低温（-40℃）下会变硬并开裂、高温（120℃）下会软化。

因此，笔者探索采用一种以有机硅橡胶为主体材料制备的配电站房电缆套管密封材料，集防水、防火为一体的封堵材料，解决现有技术和应用需求问题，提高材料在配电房电缆运行环境中适应性，延长配电站房运行设备的使用寿命，降低配电站房故障率。其主体材料有机硅橡胶结构中含有Si—O键，其键能高达425kJ/mol，远远大于C—O键能（351kJ/mol）和C—C键能（345kJ/mol），因此其稳定性好。将硅橡胶用于配电房电缆套管密封系统，有助于提高密封系统的安全性和持久性。

2 以有机硅橡胶为主体的防水、防火材料简析

2.1 特性

有机硅橡胶是一种高分子材料，具有优越的耐候性、绝缘性、耐温性及疏水性，有一定的阻燃性。目前，在电气产品粘结领域得到广泛地应用，是一种具有制备绝缘、耐候、防水、防火、耐腐蚀要求的材料。

将一种有机硅橡胶与阻燃剂（氢氧化镁、十溴二苯乙烷）、补强填充剂（碳酸钙、滑石粉）进行配合，制备出具有防水、防火、绝缘、耐腐蚀、耐候性、不干性、自粘性的材料。通过与其他特性材料的合理配合，可以达到符合各种性能及环境适用要求。

2.2 封堵

防水、防火速封胶利用其不干性及自粘性对配电站房进线电缆套管进行塞注式密封，使防水、防火速封胶与电缆套管及电缆套管电缆线形成无间隙整体，实现封堵密封。

2.3 防水

利用有机硅高分子材料本身具有的疏水性特性，选择适当的分子量来提高胶料自身粘性，通过对电缆套管及电缆线间隙的塞注式封堵密封，起到对水的阻挡来实现防水。

2.4 防火

在有机硅橡胶中配合阻燃体系实现防火阻燃目的，考虑到对环保及燃烧时烟气的因素，选择采用氢氧化镁与十溴二苯乙烷组合的阻燃体系，该体系的阻燃效果好，能达到FV-0级的性能，且符合环保及燃烧时烟气少的要求。

2.5 绝缘及环境应用

由于采用了一些能提高绝缘性的填充料滑石粉，因此其体积电阻率能达到1.1×1013Ω·m；表面电阻率为1.63×1012Ω·m；击穿强度为22.54kV/mm；添加了阻燃剂后，其阻燃性达到FV-0级；且具有优越的耐腐蚀性，能在酸、碱、盐的环境中应用，不产生脱落、趋、起泡、变色等现象；能在-40℃环境中，不开裂，120℃环境中不流淌。

2.6 配方

2.6.1 主体材料

主要使用甲基有机硅橡胶（例如国产107硅橡胶）。该橡胶根据其分子量的不同，其粘性也不同，需要依据对自粘性的要求，选择相适应的分子量有机硅橡胶。

2.6.2 阻燃材料

有机硅橡胶添加环保环保型阻燃体系（氢氧化镁与十溴二苯乙烷组合）就可以达到阻燃自熄的效果，阻燃性达到FV-0级，氧指数≥28。在火焰的烧蚀下，产烟量较少。硅橡胶燃烧产生二氧化碳、水，均为无毒物质。符合国家GB/T20285—2006《材料产烟毒性危险分级》标准中的相关要求。

2.6.3 补强填充材料采用不燃的碳酸钙和滑石粉材料，主要是碳酸钙材料起增量填料作用，调节胶料的软硬度；滑石粉材料主要起提高绝缘性和挺性作用。

2.7 制备方法

2.7.1 制备防水、防火速封胶步骤流程

先将有机硅橡胶、氢氧化镁、十溴二苯乙烷、碳酸钙、滑石粉按配方比例称量，再将除有机硅橡胶外的所有材料投入搅拌型捏合机中，然后投入有机硅橡胶。合上捏合机盖，开启捏合机进行搅拌捏合，直至胶料搅拌捏合均匀，即制备完成，挤出、成形、包装。

3 结束语

防水、防火速封胶在配电站房中的应用，能适应配电站房结构设计和电缆布局，使配电站房的防火和防水密封系统得到完善。配电站房电缆套管密封系统具有了柔性填充的优点，不会损伤电缆系统，密封性能好，无缝隙粘堵；防水、防火速封胶可以与电缆外表面（多根电缆）、隔离密封系统无缝隙粘贴，并可自粘成一体；防火，防水、抗老化、耐腐蚀、耐候；可在-40℃的低温（不开裂）及120℃的高温（不流淌）下长期使用，能在盐度较高的地区使用，保持性能不变。后期维护方便，后期添加电缆可经隔离系统通过。本文研究的有机硅橡胶防水、防火速封胶，在配电站房电缆套管密封系统的应用取得不错的效果，满足配电房的防火防水等级一级的要求。

据测算，福建省全省约5 000个配电房，以每套配电房内运行设备总价为500万、运行年限25a计算，使用本系统可以提高运行设备5a，增加每年经济效益16 500万元。福建省配电站房因为电缆进线套管密封不够，造成进水、凝露、等短路故障而引起的停电时间按10 000h，按线路平均负荷电流200A，用户功率因素0.9计算，每年可增供电量1.732*10*200* 0.9*10 000=12 470 400kW·h=3 117.5万kW·h。每kW·h以0.8元计，共计产生经济效益约3 117.5*0.8=2 494万元。

[1] 闫高峰.电缆的防火与阻燃处理[J].消防技术与产品信息，2010，（02）.

[2] 朱保汉，李晖.电缆防火封堵设计[J].建筑电气，2007，（09）.

[3] 于磊，李龙生，王军帅.电缆防水密封成品模块施工工艺[J].城市建设理论研究，2015，（34）.

[4] 杨玉玮，张爱波，李明.有机硅密封胶的研究与发展[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

陈琪琅（1972—），男，福建泉州人，工程师，研究方向为配电技术管理。