从远处观察大型瓷绝缘子,它看起来就是一整块棕色或灰色的瓷件。但在停电检修时凑近观察,就会看到绝缘子上下两端都套着厚重的铸铁金属帽。
不少工作人员会疑惑:为什么不把包括螺栓孔在内的整体都直接做成瓷质的?
采用金属帽的主要原因很好理解。瓷的绝缘性能十分出色,但机加工难度极大。烧结成型后的瓷件很难钻出精度合格的螺栓孔,更不可能在上面加工出顺滑的金属螺纹,否则整件瓷件就会开裂。
工程师采用厚重铸铁或者铝制金属帽来解决该问题。金属帽上设有坚固厚实的螺栓孔,工作人员可以通过螺栓将绝缘子下端牢牢固定在钢制变压器箱体上,上端用来连接粗重的铜电缆。
那么,如何把光滑的瓷柱固定在中空的金属帽内,保证不会脱落?普通强力胶水行不通。生产厂家会在瓷件与金属帽之间的微小缝隙内填充高强度工业水泥。
水泥固化时会产生轻微膨胀,以数千磅的作用力将金属帽锁紧在瓷体上。形成牢固的结合面,能够支撑悬空架设的重型电力线路,数十年不会发生滑脱。
该接合部位连接金属、瓷、水泥三种完全不同的材料,长期使用下会承受巨大应力。
夏季烈日暴晒时,金属会快速热膨胀;而瓷受热膨胀量极小。日复一日的温度升降变化,夹在二者中间的水泥就会不断受到挤压。
经过十五到二十年反复的冷热交替,水泥层内部会产生微缝隙。雨水最终会渗入这些细微裂纹当中。
一旦水分进入金属帽内部,铸铁就会由内向外发生锈蚀。铁锈有一个显著特点:铁氧化生锈后,体积会膨胀至原来的数倍。
不断膨胀的铁锈就相当于金属帽内部一把缓慢发力的楔子,向外挤压金属帽,向内挤压瓷件。最终压力累积到极限,金属帽内部的瓷环就会直接断裂。
这就是运维人员巡检时总要检查金属帽漆面的原因。如果看到褐色锈迹从水泥接缝处渗出,说明水分已经侵入内部,接合部位正在从内部被慢慢撑裂。