變電站防火泥脫落原因的分析與解決方法
李偉雄
摘 要：本文以110kV電流互感器CT接線箱防火泥為例，具體分析了變電站端子箱、機(jī)構(gòu)箱、CT接線箱等戶外孔洞防火泥脫落原因，通過力學(xué)知識(shí)對(duì)“外粘法”、“內(nèi)嵌法”及“倒三角錘形”、“方形”、“圓形”等五種外粘堵方式進(jìn)行具體的分析論證，總結(jié)了防止防火泥脫落的主要方法。
關(guān)鍵詞：變電站；防火泥；脫落；粘堵
變電站各種電壓等級(jí)的端子箱、機(jī)構(gòu)箱、戶外電纜進(jìn)入主控室及10kV的電纜溝出口處都用防火泥封堵，以有效地防小動(dòng)物入侵； 220kV梅林巡維中心變電站所轄21個(gè)變電站防火泥經(jīng)常脫落，若未能及時(shí)封堵，極可能引起小動(dòng)物入侵，導(dǎo)致二次側(cè)接地短路，造成保護(hù)誤動(dòng)；塵煙的大量進(jìn)入更是降低了設(shè)備可靠性。因此，本文以110kV電流互感器CT接線箱防火泥為例，具體分析了變電站防火泥脫落的原因，并提出了有效的解決方法。
1 防火泥脫落的原因
通過查詢《110kV石夏變電站巡維檢查記錄本》，對(duì)2007年7月至12月110kV CT接線箱防火泥脫落情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)“防火泥整體墜落”和“防火泥部分硬化脫裂”占92.59%，是防火泥脫落的主要原因。
1.1 缺乏合理規(guī)范的防火泥粘堵方法。在日常巡視維護(hù)工作中，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，石夏站24個(gè)CT中有15個(gè)CT粘堵的防火泥存在著新舊混合使用的情況，占了62.5%；有14個(gè)CT粘堵的防火泥存在著不同類型混合使用的情況，占了58.3%。每個(gè)CT防火泥的粘堵形狀更是五花八門。不同規(guī)格防火泥粘堵效果明顯有差異，即使使用相同規(guī)格的防火泥粘堵，由于形狀不同，其粘堵效果也存在很大的差異；粘堵有效時(shí)間：差的只有46天，好的達(dá)到109天。
1.2 CT接線箱出線孔偏大。正確的防火泥粘堵后，出線孔的截面僅能通過一條電纜出線，并留有5%—10%的裕度。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場測量石夏站、景田站出線孔尺寸，在相同測量環(huán)境、使用相同粘堵方法和粘堵材料的情況下，電纜出線都能通過景田、石夏站出線孔，但石夏站的出線孔面積是電纜出線的2.2倍，而且石夏站出線孔偏大加劇了防火泥脫落頻率。

2 防止變電站防火泥脫落的方法探討
針對(duì)造成變電站防火泥脫落的原因，通過現(xiàn)場測試、現(xiàn)場調(diào)查和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法，具體分析行之有效的實(shí)施方法。
2.1 選取合理規(guī)范的粘堵方法
2.1.1 各種不同的粘堵方法
防火泥的粘堵方法有兩種：外粘法和內(nèi)嵌法。其中外粘法有五種粘堵方式：倒三角錘形、方形、圓弧、圓滑曲線、倒三角形。

圖1

2.1.2 針對(duì)不同的粘堵方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析
間隔 1242CT間隔 1241CT間隔 1030CT間隔 1102 CT間隔
三相 A B C A B C A B C A B C
粘堵形狀 圓弧 方形 倒三角錘形 圓滑曲線 倒三角形 內(nèi)嵌法
直至脫落時(shí)間（天） 49 44 未脫落 未脫落 未脫落 35 37 39 41 未脫落 未脫落 未脫落
粘
堵
情
況 部分脫落 部分脫落 密封良好 軟化變形 密封良好 中間基本脫落 中間基本脫落 部分脫落 整塊脫落 出現(xiàn)裂紋 密封良好 密封良好
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，在外部采用外粘法中“倒三角錘形”只有1/3粘堵的防火泥出現(xiàn)軟化變形，其它粘堵效果較好；在內(nèi)部采用“內(nèi)嵌法”也只是1/3粘堵的防火泥出現(xiàn)裂紋而已，粘堵效果更加好，不但有效地減少外界環(huán)境對(duì)防火泥的影響，而且比外粘法更穩(wěn)固。由于粘堵方式有多種，我發(fā)現(xiàn)防火泥的脫落與其受力存在一定的關(guān)系。因此，進(jìn)一步對(duì)防火泥進(jìn)行受力分析。
2.1.3 對(duì)防火泥進(jìn)行受力分析
對(duì)防火泥粘堵效果進(jìn)行分析可知，采用“圓滑曲線”的防火泥脫落了，采用“方形”和“圓弧”的防火泥粘堵效果不佳；而采用“倒三角錘形”和“倒三角形”的防火泥粘堵比較穩(wěn)固，為了選取更好的粘堵方法，對(duì)“倒三角錘形”和“倒三角形”進(jìn)行受力分析。
用相同質(zhì)量的防火泥粘堵時(shí)，由于形狀的不同，“倒三角錘形”與CT出線之間的粘合面積比“倒三角形”的大，粘堵更穩(wěn)固。如下圖所示：


“倒三角錘形”與“倒三角形”對(duì)比圖
圖2
從整體來看，“倒三角錘形”整體重心比“倒三角形”的低，由于左右對(duì)稱其整體受力如下圖所示：

圖3 圖4

圖5
把上圖4中F右合分解為：防火泥和接線箱之間摩擦力F1與粘力F2（如圖5所示）因此：
G=2F右合cos(a/2) (1)
F1=F右合sin(a/2) (2)
由（1）（2）可得
F1=G*tan(a/2)/2 (3)
從公式（3）可以看出：由于a/2大于0度，小于90度，所以當(dāng)a增大時(shí)，F(xiàn)1相應(yīng)增大；當(dāng)質(zhì)量不變時(shí)，重心降低時(shí)，a相應(yīng)減小，即F1相應(yīng)減��；而摩擦力的產(chǎn)生是因?yàn)槭艿搅舜笮∠嗤�方向相反力的作用，從這方面分析，“倒三角錘形”比“倒三角形”更穩(wěn)固。
因此，在外部采用倒三角錘形，在內(nèi)部采用內(nèi)嵌法是最合理的粘堵方法。但是，從物理結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，防火泥的粘性還是不能長期支撐本身的重力，只有改變出線孔尺寸偏大的情況，才能從根本上解決防火泥脫落頻繁的問題。
2.2 改善出線孔的尺寸
2.2.1 選取鐵片作為改變出線孔尺寸的介質(zhì)
接線箱體的出線孔原始尺寸，作為運(yùn)行維護(hù)人員無法改變。但是，可以通過技術(shù)技巧，用一塊鐵片鑲嵌在出線孔處適當(dāng)改變出線孔的大小。經(jīng)過對(duì)比分析各種材質(zhì)的絕緣性能、耐腐蝕性、機(jī)械性能、耐溫性能、熱傳導(dǎo)性能等，選取了耐腐蝕性好、機(jī)械性能強(qiáng)度大、耐高溫、熱傳導(dǎo)性能好、容易剪裁的鐵片。鐵片T必須比CT接線箱J底部截面積小，即鐵片尺寸：
長T1＜J1 (1.1)
寬T2≤J2 (1.2)
為了防止鐵片從接線箱掉下來，鐵片必須比出線孔C大：
T1＞C1 （2）
為了防止鐵片割傷電纜出線，中間的孔洞半徑R應(yīng)比電纜出線半徑r大，但直徑應(yīng)小于鐵片寬，即：
T2>2R>2r （3）
為了有效的安裝鐵片，接線箱的寬度為鐵片的寬度，即：
T2≈J2 （4）

 

下圖為110kV石夏變電站#2變高1102CT A相的接線箱、出線孔和鐵片尺寸示意圖。
圖7
2.2.2 安裝鐵片的技巧
拆開接線箱外殼，里面結(jié)構(gòu)如下圖9所示，要把兩塊鐵片平整的放在里面，堵住孔口，如圖10所示。

圖8 圖9
由于有些110kV CT接線箱的電纜出線通常緊靠出線孔其中一邊，因此安裝鐵片時(shí)只需要安裝一塊鐵片即可。安裝鐵片之后，要馬上進(jìn)行封堵防火泥。封堵防火泥時(shí)，注意固定兩鐵片，不使其移位或翹起；若固定鐵片的難度大，可先行在鐵片與接線箱之間涂抹少量防火泥。
由于出線孔有CT電纜出線，且鐵片與接線箱不可能密封無縫隙，所以存在著一定的縫隙和夾縫；因此在電纜口縫隙采用“倒三角錘形”封堵，鐵片與接線箱的夾縫采用“內(nèi)嵌法”封堵。
2.3 總結(jié)《CT接線箱防火泥粘堵作業(yè)規(guī)范》
序號(hào) 工作任務(wù)：粘堵防火泥
作業(yè)流程 注意事項(xiàng)
1 拆掉舊的防火泥 防止老化殘留的防火泥遺留，影響新的防火泥的粘性。
2 拆開接線箱外殼 辦好CT停電工作票，在繼保班的配合下實(shí)施。
3 安裝鐵片 鐵片的厚度適宜。過大會(huì)導(dǎo)致鐵片安裝不了；過小會(huì)造成鐵片松動(dòng)；厚度為0.5mm（±15%）。
4 粘堵新的防火泥 在電纜口縫隙采用倒三角錘形封堵，在鐵片與接線箱的夾縫采用內(nèi)嵌法封堵。
5 擰緊接線箱
外殼的螺絲 檢查接線箱外殼是否有老化殘留的防火泥；如有，則要將之清理干凈，以免影響密封性。

2.4 總結(jié)《防火泥粘堵操作方法》
序號(hào) 要求 注意事項(xiàng)
1 站內(nèi)存放充足的防火泥 使用后務(wù)必補(bǔ)回，保證至少有40千克的庫存，并且做好使用記錄。
2 分類存放防火泥 （1）不同類型的防火泥備品應(yīng)嚴(yán)格分類存放，不可混淆；
（2）不同批次的防火泥備品應(yīng)嚴(yán)格分類存放，不可混淆。
3 統(tǒng)一使用防火泥 同一封堵口，禁止防火泥混合使用，統(tǒng)一使用相同類型且同一批次的防火泥。
4 防火泥備品不足時(shí)，可用任意防火泥臨時(shí)封堵 這類情況應(yīng)記錄在案，并馬上購置新的防火泥，防火泥到位后應(yīng)立即按要求重新進(jìn)行封堵。
5 防火泥更換的年限 由于在電纜口縫隙采用倒三角錘形封堵，在鐵片與接線箱的夾縫采用內(nèi)嵌法封堵；在外部的防火泥更換年限為1年，在內(nèi)部的防火泥更換年限為3年，并結(jié)合線路停電實(shí)施更換防火泥。
3 采用新的方法粘堵防火泥效果分析
根據(jù)2008年7月至2008年12月石夏站110kV CT接線箱出線孔防火泥脫落次數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，半年時(shí)間內(nèi)僅發(fā)現(xiàn)110kV CT接線箱出線孔防火泥脫落次數(shù)為4個(gè)次，且脫落原因?yàn)榕_(tái)風(fēng)影響1次、檢修CT 1次及帶電沖洗CT 2次。這說明采取新的粘堵方法，有效防止了接線箱出線孔防火泥的脫落。
4 結(jié)束語
對(duì)變電站110kV 電流互感器CT接線箱，利用制作合適尺寸的鐵片這一介質(zhì)以適當(dāng)改變出線孔尺寸偏大的問題，再在外部采用倒三角錘形，在內(nèi)部采用內(nèi)嵌法是最合理的粘堵方法，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q了防火泥粘性不能長期支撐本身重力的問題，從而有效解決防火泥脫落問題，防止小動(dòng)物的入侵，達(dá)到了《110kV及以上變電站運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)》防小動(dòng)物的要求；切實(shí)減少了運(yùn)行維護(hù)人員粘堵防火泥的工作量；對(duì)提高變電站設(shè)備運(yùn)行可靠性具有一定的作用。且同樣適用于各變電站端子箱、機(jī)構(gòu)箱、CT接線箱等戶外孔洞防火泥的粘堵。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/dianlilw/14925.html