國網湖南省電力公司帶電作業中心的研究人員陳堅平、向雲、劉治國， 在2017年第6期《電氣技術》雜誌上撰文指出， 多聯板雙聯組合絕緣子串應用越來越普遍， 但目前由於尚缺乏專門用於帶電更換多聯板雙聯絕緣子串的卡具， 導致作業效率低下。
本文對多聯板雙聯絕緣子串的組裝方式和作業方式進行了分析， 發現多聯板荷載轉移不恰當是效率低下的主因。 據此， 設計了一種多聯板雙聯絕緣子串更換卡具， 並對卡具曲梁強度進行了校核， 驗證了其安全性、可靠性。 利用研製的卡具進行帶電更換多聯板雙聯絕緣子串，
根據國網公司2011年典型設計手冊， 2A4模組中的ZBC1、ZB1型號鐵塔和ZH拉門塔中橫擔模組均要採用多聯板雙聯絕緣子串組裝型式。 隨著電網規模的擴大， 多聯板雙聯組合絕緣子串應用也越來越多。
但目前由於尚缺乏專門用於帶電更換多聯板雙聯絕緣子串的工具， 採用常規橫擔側卡具或者滑輪組作業時， 均存在安裝位置偏移且受力不均的問題， 此外， 等電位作業人員無法托起笨重的組合聯板， 導致作業效率很低。 因此， 如何解決帶電更換多聯板雙聯絕緣子串的難題已迫在眉睫。
本文對絕緣子組裝型式和橫擔結構、橫擔卡具和作業方法進行調查分析， 根據調查結果， 設計了一種可用於帶電更換更換水準雙分裂導線多聯板雙聯絕緣子串卡具，
1、調查分析
1.1 水準距離
經調查發現， 多聯板雙聯絕緣子串導線側共4塊聯板組裝， L型聯板和其它連接金具自重大。 橫擔側絕緣子串懸掛方式在位置上存在上凹槽和下凹槽兩種方式。 ZBC1和ZB1鐵塔中2A4模組橫擔頭為密集型， 橫擔頭兩側靠外安裝有加強聯板， 加強聯板比橫擔角鋼高出許多並帶有一定坡度。
圖1 聯板雙聯絕緣子串
通過分析知道， 此類橫擔和絕緣子掛線型式與普通鐵塔不同。 現有橫擔卡具常常將掛口掛於沒有聯板的角鋼一邊， 無法與多聯板雙聯絕緣子串在同一豎直平面內安裝在ZBC1和ZB1鐵塔橫擔上， 這將導致作業過程中絲杆與導線不垂直從而受力不均勻， 存在一定的安全風險， 如下圖所示：
圖2 現有橫擔卡具
1.2 現有作業方法分析
目前， 帶電更換多聯板雙聯絕緣子串通常採用提線鉤作業法， 該方法主要分為幾個環節：安裝橫擔卡具、安裝提線鉤、轉移絕緣子串荷載、更換絕緣子串、拆除提線鉤、拆除橫擔卡具。 通過對10次帶電更換多聯板雙聯絕緣子串的作業環節進行分析， 並對各環節操作耗時統計如圖3所示。
圖3 更換作業中各環節操作耗時
由上圖3可知， 現有卡具無法適應密集型橫擔安裝， 使用提線鉤作業法中多聯板荷載轉移不恰當是造成帶電更換多聯板雙聯絕緣子串效率不高的主要因素。
2 多聯板雙聯絕緣子串更換卡具的設計與校核（公式略）
對上結進行分析， 設計多聯板雙聯絕緣子串更換卡具能夠大大提高作業效率。
2.1 卡具的設計
為了適應ZBC1和ZBC鐵塔橫擔的結構特點， 設計了如下圖所示的卡具。卡具本體類似半工字型，可越過橫擔加強聯板所伸出來的高度；卡具承力鉤可通過上、下凹槽中間空隙使得卡具安裝後保持與絕緣子串在一個豎直平面內，解決了現有卡具只能偏移安裝導致絲杆受力不均勻的難題[2-4]。
圖4 多聯板雙聯絕緣子串更換卡具設計圖
卡具的材料選用四號超硬鋁（LC4）。
2.2 卡具曲梁強度校核
該卡具的受力部分為卡具曲梁，故僅對卡具曲梁進行受力分析，如圖5所示
圖5 卡具曲梁受力分析圖
為簡化分析，點E、D截面分別如圖6所示。
圖6 典型位置形狀分析
E處截面抗彎截面模量為：WE=bh2/6=80×652/6=56333.3mm3
D處截面抗彎截面模量為：WD=bh2/6=90×352/6=52500mm3
E處截面所受的彎曲應力為：σ=ME/WE=6870/56333.3 =121.95N/mm2<164N/mm2
D處截面所受的彎曲應力為：σ= MD/WD=1572/52500 =29.94N/mm2<164N/mm2
由上述分析可得，卡具曲梁滿足強度要求。
3 現場應用
根據圖4所示設計圖，對多聯板雙聯絕緣子串更換卡具進行加工，如圖7所示。
圖7 多聯板雙聯絕緣子串更換卡具實物圖
為了檢查卡具的效果，利用所研製的卡具和大刀卡配合作業，改進作業過程中荷載轉移方式，在多次作業中進行了試驗並統計作業各環節耗時。經計算，利用傳統方式作業平均耗時48分鐘，在使用新型卡具後作業用時僅需25分鐘，工作效率提高48%，由此說明了本卡具的實用性。
圖8 現場應用
4 結論
1、在現狀調查中發現：由於多聯板雙聯絕緣子串的特殊性，導致現有卡具無法與多聯板雙聯絕緣子串在同一豎直平面內，作業過程中絲杆與導線不垂直從而受力不均勻。現有卡具無法適應密集型橫擔安裝，使用提線鉤作業法中多聯板荷載轉移不恰當導致作業效率低下。
2、根據實際問題，設計了一種多聯板雙聯絕緣子串更換卡具，並對卡具曲梁強度進行了校核，驗證了其安全性、可靠性，解決了多聯板荷載荷載轉移不恰當的難題，從而提高了作業效率。
3、成果應用研製的多聯板雙聯絕緣子串更換卡具進行帶電作業，耗時僅需25分鐘，工作效率提高48%，效果良好。
設計了如下圖所示的卡具。卡具本體類似半工字型，可越過橫擔加強聯板所伸出來的高度；卡具承力鉤可通過上、下凹槽中間空隙使得卡具安裝後保持與絕緣子串在一個豎直平面內，解決了現有卡具只能偏移安裝導致絲杆受力不均勻的難題[2-4]。圖4 多聯板雙聯絕緣子串更換卡具設計圖
卡具的材料選用四號超硬鋁（LC4）。
2.2 卡具曲梁強度校核
該卡具的受力部分為卡具曲梁，故僅對卡具曲梁進行受力分析，如圖5所示
圖5 卡具曲梁受力分析圖
為簡化分析，點E、D截面分別如圖6所示。
圖6 典型位置形狀分析
E處截面抗彎截面模量為：WE=bh2/6=80×652/6=56333.3mm3
D處截面抗彎截面模量為：WD=bh2/6=90×352/6=52500mm3
E處截面所受的彎曲應力為：σ=ME/WE=6870/56333.3 =121.95N/mm2<164N/mm2
D處截面所受的彎曲應力為：σ= MD/WD=1572/52500 =29.94N/mm2<164N/mm2
由上述分析可得，卡具曲梁滿足強度要求。
3 現場應用
根據圖4所示設計圖，對多聯板雙聯絕緣子串更換卡具進行加工，如圖7所示。
圖7 多聯板雙聯絕緣子串更換卡具實物圖
為了檢查卡具的效果，利用所研製的卡具和大刀卡配合作業，改進作業過程中荷載轉移方式，在多次作業中進行了試驗並統計作業各環節耗時。經計算，利用傳統方式作業平均耗時48分鐘，在使用新型卡具後作業用時僅需25分鐘，工作效率提高48%，由此說明了本卡具的實用性。
圖8 現場應用
4 結論
1、在現狀調查中發現：由於多聯板雙聯絕緣子串的特殊性，導致現有卡具無法與多聯板雙聯絕緣子串在同一豎直平面內，作業過程中絲杆與導線不垂直從而受力不均勻。現有卡具無法適應密集型橫擔安裝，使用提線鉤作業法中多聯板荷載轉移不恰當導致作業效率低下。
2、根據實際問題，設計了一種多聯板雙聯絕緣子串更換卡具，並對卡具曲梁強度進行了校核，驗證了其安全性、可靠性，解決了多聯板荷載荷載轉移不恰當的難題，從而提高了作業效率。
3、成果應用研製的多聯板雙聯絕緣子串更換卡具進行帶電作業，耗時僅需25分鐘，工作效率提高48%，效果良好。