Waarom is cementafsluiting verboden voor GIS-wanddoorgangen?

Indoor GIS-apparatuur omvat meestal doorwandinstallaties, behalve in gevallen met kabelin- en uitgangsverbindingen. In de meeste gevallen strekt het hoofd- of takbusleiding zich uit van binnenshuis door een wand naar de buitenkant, waar het verbonden wordt met porselein of composietbuisjes voor bovengrondse lijnverbindingen. De opening tussen de wandopening en de GIS-busomhulling is echter vatbaar voor water- en luchtlekken en vereist daarom meestal verzegeling. Dit artikel bespreekt waarom cementgebaseerde verzegeling niet toegestaan is.

De 2015-editie van de Anti-ongelukmaatregelen van China Southern Power Grid verbiedt expliciet het gebruik van cement om doorwandsecties van GIS-busleidingen te verzegelen.

De belangrijkste reden voor dit verbod is het risico op chemische reacties tussen de alkalische componenten in cement en het aluminiumlegering dat wordt gebruikt in GIS-omhulsels. Wanneer nat (onverhard) cement of cement dat is doordrenkt met regenwater in contact komt met het aluminiumoppervlak, kan corrosie optreden, wat mogelijk leidt tot gaslekken. Merk op dat de reactie alleen optreedt wanneer het cement vochtig is—eenmaal volledig verhard neemt het risico aanzienlijk af. Dit probleem vereist speciale aandacht tijdens de bouwfase.

Wanneer cementdeeltjes in contact komen met water, begint de hydratie laag voor laag aan de oppervlakte. De belangrijkste hydratieproducten zijn: calciumsilicaat-hydraat (C-S-H) gel, calciumferrit-hydraat gel, calciumhydroxide (Ca(OH)₂), calciumaluminaathydraat en ettringiet. Onder deze, kunnen alkalische stoffen zoals calciumhydroxide en calciumaluminaathydraat reageren met aluminiumlegering, wat schade kan veroorzaken aan het GIS-omhulsel.

Naast cement kunnen andere verzegelingsmaterialen zoals asbestplaten of waterdichte lijm ook worden gebruikt bij doorwandpunten. Echter, asbestplaten bevatten vaak cementrijke componenten, en onjuist geselecteerde lijm—vooral alkalische soorten—kan eveneens de aluminiumlegering omhulsels corroderen, waardoor het risico op gaslekken bestaat.

Hoewel aluminiumlegering natuurlijk corrosiebestendig is in de lucht, bestaat er nog een mogelijke corrosiemechanisme: cement kan eerst de beschermende verflaag op het oppervlak van het omhulsel degraderen, omdat verf minder corrosiebestendig is dan aluminium. Zodra de coating is aangetast, wordt het onderliggende metaal kwetsbaar. In de bouwindustrie wordt daarom meestal een primer- of puttylaag aangebracht voordat over cement wordt geschilderd.

Dit verklaart de oorsprong van het verbod om cement te gebruiken om doorwand-GIS-busleidingen te verzegelen.