电缆穿墙密封系统在电力封堵行业中的应用

吴旭鹏 凤俊敏 周五洋

安普多森机械（宜兴）有限公司

0 引言

电缆，作为电力资源传输载体，在穿过墙体进入变配电室等室内建筑物时的防水、防火封堵，一直是建筑施工人员、电力安装人员长期探讨的问题。当电缆由室外电缆沟进入到室内电缆沟时，如防水措施不可靠，可能导致雨水倒灌进入变配电室内。设备长期在潮湿环境中工作，会加快老化，可能影响电力设备的正常可靠运行，造成电力供应中断、损坏供电系统，严重时会导致爆炸起火，危及到供电系统的稳定，造成的事故和严重的经济财产损失通常难以估量。

目前，国内常用的防火封堵材料分为塑性防火堵料（有机防火堵料）、无机防火堵料和防火包三大类［1］，使用水泥砂浆和基于无机和有机的软性质阻燃材料来进行封堵。根据工程经验，塑性防火堵料常用于封堵电缆穿楼板孔或墙孔，无机防火堵料常用于封堵屏柜的下部孔洞，防火包常用于组成电缆沟防火墙［2］。

传统封堵方式是不规范的、落后的，易受外界温度、湿度影响的，非常容易带来安全隐患。这些材料不便于电缆扩容和更换、易硬化脱落、易导致封堵被破坏，使用寿命较短。传统的封堵方法对啮齿类动物防护能力也是有限的，很容易被类似于老鼠等动物破坏封堵口。这样的封堵方法明显不能满足于当前电力系统对安全防范的需求。

电力行业对封堵材料的防水防火性能有很高的要求。新型模块化电缆穿墙密封系统，作为一种具有抗水压、抗气压、防火、耐腐蚀等功能的电缆密封系统，在电力行业有着极大的应用潜力。

本文介绍一种新型模块化的电缆穿墙密封系统，对比传统封堵解决方案，列举该解决方案材料、技术参数上的优势，综合说明它将如何更好地满足电缆封堵的工作要求，结合实际案例，总结其会对电力行业的安全运行起到的正面作用以及维修成本的降低。

（3）所谓共线性是指成对自变量（特征参数）之间的相关性。当相关性较高时，表示一个变量的信息含有对应变量的信息，可以剔除一个变量。如同时引入统计模型，除了增加计算工作量外，还会使模型计算性能变差。

1 电缆穿墙密封系统

新型模块化电缆穿墙密封系统包括电缆穿墙密封预埋系统和电缆穿墙压力密封系统等。

1.1 电缆穿墙密封预埋系统

电缆穿墙密封预埋系统是一种预制件标准组件系统，土建施工的时候需预埋进墙体以解决墙体和穿墙套管之间的漏水问题，适用于双墙/单元墙。使用现场插接式框架预埋系统，可水平方向和垂直方向任意拼接，也可根据墙体厚度调整长度。两侧密封端盖的防水等级为≥2.5 Bar，在没有穿电缆前呈密封状态。结构如图1和图2所示。

图1 电缆穿墙密封预埋套管

图2 电缆穿墙密封预埋套管

防火封堵材料的耐火性能按耐火时间分为1 h、2 h、3 h三个级别。电缆穿墙密封系统拥有检测报告，符合防火等级要求。本文下面将分别介绍防火测试的实验过程以及要求，但因涉及防火测试标准原文件的知识产权保护，接下来将简述实验过程。

图3 带倾角的电缆穿墙密封预埋套管

图4 带倾角的电缆穿墙密封预埋套管

ABS塑料部件与橡胶使用一体成型技术，在与墙体的接触面形成9道橡胶止水环，达到更好的防水堵漏效果。止水环分为三段，每段含有3道止水环。止水环结构如图5所示。

步骤1：根据互质阵模型，求解接收信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行列向量化处理，构造虚拟阵列模型，如式(11)所示；

图5 电缆穿墙密封预埋套管止水结构图

电缆穿墙密封预埋系统需使用ABS塑料作为主要材质。ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写，指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。它是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子结构材料。ABS与混凝土有着很好的连接性，ABS塑料相较于PVC塑料，能与混凝土产生强度更高的分子上的连接。

如PVC被应用于与混凝土的直接接触时，它们的接触面通常会有缝隙产生（如图6所示），使密封性能变差，达不到标准。因ABS的化学特性，混凝土能与它产生更好的分子结构连接，不会在接触面产生缝隙（如图7所示）。

图6 PVC管与混凝土的接触面会产生缝隙

图7 电缆穿墙密封预埋套管预埋在混凝土墙体

线电阻换算为相电阻的公式的推导…………………………………………………………………………………朱玉华（2.38）

1.2 电缆穿墙压力密封系统

电缆穿墙压力密封系统可与预埋系统一起使用，也可用在后期翻新项目时，在墙体上打洞配合钢套管使用。图8和图9中展示的电缆密封系统为一个整体，可以非常便捷地安装到预埋系统中，在电缆穿墙压力密封系统与电缆穿墙压力密封系统间达到≥2.5Bar的密封等级。

图8 电缆穿墙压力密封

图9 电缆穿墙密封系统密封电缆

电缆穿墙压力密封系统可根据电缆外径，手动调节密封层大小。不同型号对应不同的电缆外径范围。橡胶密封层采用互相咬合的形式，比单一的层叠形式在受压时密封效果更好（如图10和图11所示，每一片密封层上都标注了适配的电缆外径）。通过实际测量好的电缆外径数据，调节至相应的密封层，从而解决了密封不严问题，并且可实现水密性、气密性和耐火的密封效果。

图10 HRK系列电缆穿墙压力密封

图11 HRD系列电缆穿墙压力密封

在电缆通过电缆穿墙压力密封系统后，通过拧紧密封面上的螺栓，可以通过橡胶两侧的高强塑料压板的挤压使橡胶沿着半径的方向增大，保证密封性在圆周上的一致性。同时，该装置可以断开磁路，消除来自单向电缆的涡流耗损，适合应用于高压单向电缆的安装应用。

酒店管理专业的人才培养方案与课程体系，更倾向于实践，专业培养目标是学生的动手能力、操作能力、运营能力和研发能力。要培养学生较强的实践操作能力，就要有大量的实践教学，这就使酒店管理专业的实训基地建设的重要性日益凸显。因此，实训基地的建设在专业建设中已经成为非常重要的一部分，从建设实训基地初始进行整体情况梳理，使其对应学生培养目标，对接课程体系，最终协同行业企业岗位技能训练，每一个流程都将对酒店管理专业教学产生重大的影响。为更好建设实训基地本文将对国内外实训基地进行比较研究，以期为实训基地建设提供更好借鉴。

考虑到满足在施工中的可维修性、规范性需求和电力系统供电稳定性和可靠性需求，电缆穿墙压力密封系统应具有可拆卸性，可在电缆更换、移动或加装新电缆时拆下，给更新工作预留空间，避免电缆的损坏，保证供电网络的持续工作。同样，穿墙压力密封系统满足防火等级EN90&DIN4102-9 S90。如遇火灾发生，电缆穿墙压力密封系统可在一定时间内阻止火灾的进一步扩散，且在燃烧时不会产生有毒气体，造成火灾间接性伤人。

测区北东侧为花岗岩体内凹接触带转折处，区内地层东西各异，西部出露地层为震旦系的一套浅变质碎屑岩；东部为中泥盆统～石炭系的一套碎屑岩及碳酸盐岩。测区西部与东部地层以断裂和不整合接触。其中，中泥盆统跳马涧组(D2t)局部夹粉砂岩，底部为砾岩，不稳定，并见有毒砂、黄铁矿化，中泥盆统棋梓桥组(D2q)局部夹白云质灰岩、灰岩，底部铁锰碳酸盐化十分发育，为本区主要赋矿层位。区内地层以单斜或复式背斜产出，测区西侧走向NNE，东侧为NNW，受岩浆侵入接触变质作用，部分变质呈板岩或变质石英砂岩，灰岩大理岩化。

当前各高校跨境电商专业教学存在的问题十分严重，教育部门、高校、企业应一起探讨这些问题，研究这些问题的解决方法，寻找跨境电商专业发展的出路。

这天天朗气清，暖风和畅，江无齿神情轻蔑、临风而立，袖中早已藏好了淬毒的飞镖，只等赵白一出手便立马掷出去。

聚酰胺是高分子，使其比起低分子材料具有一些独特的性能，如密度小、强度大、高弹性，在可塑性、绝缘性、耐腐蚀性、溶解性、熔融性、结晶性上也与低分子有很大差别。此外，密封材质添加的特殊物质使啮齿类动物对其不感兴趣，可防止啮齿类动物啃咬。

2 预埋式封堵系统与传统密封手段的技术参数对比

为展示电缆穿墙密封系统与传统封堵方法的不同，本文就其水密性、气密性、阻燃性、抗油性、防啮齿类动物啃咬性以及使用寿命等性能参数进行对比讨论。参数详见表1（传统封堵材料采用水泥砂浆、聚氨酯发泡剂、防火封堵泥）。

图13和图14分别展示了测试电缆穿墙密封系统水密性和气密性的实验装置。

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表1 不同性能参数对比

2.1 水密性及气密性

传统封堵材料通常是治标不治本，当真正发生漏水、火灾时，其避灾能力低下，这展现在其水密性和气密性通常达不到标准，因为传统封堵材料通常与墙体很难形成强度高的化学连接，容易产生缝隙，导致其水密性和气密性实质只有零。

本文介绍的电缆穿墙密封系统在正确的安装下保证能够达到≥2.5 Bar的气密性及水密性，也就是可以承受大于等于10 N/cm（牛顿/cm）的水压或气压压强。在实际使用案例中，通常事故现场的严重情况都远达不到此标准。而且，该电缆穿墙密封系统在65年内都不易出现因水密性或气密性下降导致的周围墙体出现表面湿渍。

2.2 阻燃性

电力行业需要尽量避免大规模断电，相比其他行业通常有着更高的防火要求。传统封堵材料虽有一定的防火性，但通常因为施工不规范，达不到高的防火性能。传统封堵防火材料的防火性能会随着使用时间而下降，当火灾真正发生时，防火性能可能已经远不及标准。此外，如使用防火封堵泥，在需要更新电线电缆时需要重新加热变软，使用不方便。

本文介绍的电缆穿墙密封系统使用膨胀性防火材料密封层，整套系统通过了德国DIN 4102-9 S90防火等级要求。在火灾发生时，防火层快速膨胀，在保证密封的电缆信号传输和不产生有毒气体造成二次伤害的前提下，在1.5 h内完全隔绝空气在墙体两侧的流通和温度的传播。

2.3 耐油性

综上所述，该电缆穿墙密封系统在技术参数上相比传统密封系统具有巨大优势，且使用年限达到65年，达到建筑本身的生命周期。

传统封堵方式使用的材料通常在有机溶剂中发生物理变化、化学反应，使其物理性质改变，减弱密封强度。

本文介绍的电缆穿墙密封系统使用具有耐油性的橡胶材料。新型模块化电缆穿墙密封系统使用的聚酰胺作为一种高分子材料在使用玻璃纤维增强后，强度变得更高，不易发生物理变化、化学反应，具有高耐油性，能在恶劣环境下保证良好的密封性能。

2.4 防啮齿类动物啃咬性

因电缆有时需铺设在啮齿类动物分布较多的地下，老鼠等动物啃咬传统封堵方式使用的材料事件频发，导致其密封性能变差。

本文介绍的电缆穿墙密封系统通过在橡胶中添加了一种气味使啮齿类动物讨厌的材料，避免了因吸引啮齿类动物啃咬而造成的产品密封性降低。

塑胶的耐油性是指接触油以后塑胶性能不变，是用来测试材料抵抗油性腐蚀的能力。如一般情况下橡胶在有机溶剂中会溶胀，耐油性使得其在有机溶剂中不容易溶胀。溶胀时高分子聚合物在溶剂中体积发生膨胀的现象，会导致材料密度下降。

3 防火测试标准

预埋系统两侧可连接电缆管道。当管道需带倾角进入墙体时，预埋系统也可带倾角地使用在墙体中。装配结构如图3和图4所示。

3.1 实验过程

防火测试实验通过模拟火灾现场的温度变化以达到对送检产品的防火性能能力的测试。在将本文介绍的电缆穿墙密封系统固定到墙体中后，穿过电缆并且在墙体的一侧给电缆通电，在墙体的另一侧则设置有信号检测仪器，检测电缆中信号传输情况。墙体安装不应影响产品对相邻线缆的固定稳定度。实验现场在墙体一侧的火焰温度变化如图12所示，实验环境的温度在大约5 min内达到576 Co，在2 h内达到1110 Co。

图12 防火实验温度变化曲线图

3.2 实验通过要求

为证明送检产品具有防火能力，在测试的1.5 h中，要求产品：

1)对空气有良好的隔绝性，火焰不应出现在没有点火的墙壁一侧，避免火灾的进一步扩大；

电缆穿墙压力密封系统的主要材质为三元乙丙橡胶和玻璃纤维增强聚酰胺。三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物。由于三元乙丙的主要聚合物链为完全饱和，不易与其它分子结合，因此该材料可抵抗热、光、氧气，尤其是臭氧的侵蚀。此外，这种材料是无极性的，不易反应，因此对极性溶液和化学物具有抗性，且具有吸水率低，绝缘特性、水密性、气密性、耐火、抗老化（使用寿命达65年）性能良好的特点。

使用的材料均具有阻燃性，防火等级满足EN90&DIN4102-9要求，如有火灾发生，可在一定的时间内阻止火灾的进一步扩散。且在燃烧时不会产生有毒气体，造成火灾间接性伤人。

2)有低导热性，在没有点火的墙壁一侧，2 h内，空气温度不应上升，否则可能造成其它易燃材料燃烧；

3)保证线缆中信号的传输性能，2 h内，信号不可以断开，保证供电能力。

混合型减压融合了间接减压与直接减压的优点，具有良好的手术疗效，但其相较于单纯间接或直接减压，手术创伤较大，手术风险也相应增加。因此，前后路联合手术主要适用于合并发育性颈椎椎管狭窄或椎管狭窄率较大的OPLL患者，先后路扩大椎管，再前路解除压迫物，从而达到脊髓的彻底减压。

4 水密性及气密性测试标准

电缆穿墙密封系统应拥有检测报告，符合水密性和气密性的等级要求。

4.1 实验过程

根据复合板协会(CPA)2018年1月的产能报告，北美35家刨花板厂，其中美国占北美总产能的64.0%;加拿大占25.7%;墨西哥占10.3%。CPA成员代表北美刨花板业有效产能的95.4%。CPA还声明，截至2018年1月，刨花板产量共计929.2万m3，比2017年同月份下降了1.0%， 9.7万m3。

旅游管理研究的特点、基础、问题、方法及成果评价探索——以世界著名经济与管理学者研究经历为借鉴 何建民 02（05）

图13 水密性实验装置

图14 气密性实验装置

上述两种实验装置通过对安装好的送检产品的一端使用水或空气施加2.5 bar的压力以达到对送检产品的水密性和气密性的测试。图13展示了测试水密性的实验设置。图14展示了测试气密性的实验设置。在本文介绍的电缆穿墙密封系统固定好后，通过对水和空气施压，使其达到2.5 bar的压力。当压力达到2.5 bar后，压力需要保持72 h。在接下来的72 h中，通过观测实验装置连接着的气压表，不允许有压力下降的情况发生，因为压力下降表示产品达不到水密性和气密性的要求。72 h后，将施加的压力释放并观测电缆穿墙密封系统，如电缆穿墙密封系统仍具有完整性，其各项参数没有发生变化，则可称其通过水密性及气密性测试。

图15 水密性和气密性测试压力

图15展示了在水密性和气密性测试中当压力达到2.5 bar后的72 h中压力表的读数。72 h内，压力应在2.5 bar处保持一条直线。

5 应用案例分析

本文在这部分就两个实际案例综合对比传统封堵材料与本文介绍的新型电缆穿墙密封系统。

案例一情况分析解决方法某变电站35 kv施工变电所主变两侧开关跳闸，致使现场短期停电停电事故是因老鼠进入母联隔离柜导致短路造成因电缆沟的电缆孔洞采用的是传统封堵泥的封堵方式，一段时间后产生空隙，使老鼠能够钻过电缆孔洞应用使用年限长，不易变形的材料，不会出现空隙使用啮齿类动物不感兴趣的材料，从而不会出现由于啮齿类动物啃咬而造成密封失效的问题

案例二情况某变电站在大修期间对一根光缆进行初步测试时，发现信号强度高于技术标准，而在封上封堵材料后再次测得的信号又衰减太多，需要更换该光缆分析更换光缆时发现传统封堵方式给光缆更换工作带来较大麻烦，因为不仅需要仔细完成传统封堵的拆除工作，还要避免损坏其它光缆解决方法应用可拆卸式的模块化的密封方案，在保证其它光缆工作前提下减少更换光缆所需的时间使用对已安装电缆的成品保护能力更强的解决方案

根据上述的两例案例可知，传统封堵解决方案已经逐渐跟不上中国电力行业的进步，每年因其密封性差、使用寿命短等问题导致的后续维护成本已逐渐成为一种负担，而根据本文介绍的预埋式封堵系统，上述的两案例情况都不会发生。

1.5 统计学分析 运用SPSS 21.0软件对研究数据进行统计学分析，计量资料以表示，数据比较采用t检验，计数资料以[例(%)]表示，数据比较采用χ2检验，且P<0.05为差异有统计学意义。

表2展示了在一个220 mm×220 mm的电缆孔中使用传统封堵材料和电缆穿墙密封系统的初次购买成本对比。表3展示了两种方案的后续增加或更换电缆成本对比。从长远来看，使用电缆穿墙密封系统将会降低总成本。

表2 初次使用投资成本对比

表3 增加或更换电缆成本对比

6 总结

选择正确的电缆孔洞封堵方案是十分有必要的，是为了消除电缆安全隐患的一种方法和举措。本文提及了传统封堵不规范性可能带来的安全隐患，以及新型模块化电缆穿墙密封系统如何消除这些安全隐患，新型模块化电缆穿墙密封系统在电力电缆孔洞防火、防水封堵中的应用。

使用新型模块化电缆穿墙密封系统可有效地防火、防水，极大地提高电力系统供电稳定性和安全性，并能够很好地避免因为漏水或者啮齿类动物带来的安全隐患。此外，受益于电缆穿墙密封系统的可拆卸性，电缆的后续拆卸、改装及加装工作拥有了更大的便利性及灵活性，降低了施工难度以及后续施工的成本费用，并能保持施工现场的整洁、美观，有利于已安装电缆及周边设备的成品保护，更好地实现了施工的规范化、标准化。