水電站對時天線坡面檢修平臺的研制

李 挺，鄧 科，馮 凝，李 茗，陳艷麗

(國網湖北省電力公司檢修公司，武漢 430050)

0 引 言

隨著智能化、數字化水電站迅猛發展，全站二次設備時間同步顯得尤為重要。根據國家最新技術標準，水電站宜采用雙主時鐘配置，每臺主時鐘有2個時鐘源，一個為北斗衛星，一個為GPS，授時采用以北斗衛星為主，GPS為輔，全站共有4根對時天線。為了在檢修中避免開關場強感應電對人身造成危害，普遍將對時天線安裝于遠離開關場的主控樓屋頂。而湖北電力系統內多家水電站為防止屋頂漏水，普遍將原平面屋頂改造成坡面屋頂(簡稱平改坡改造)，均采用約3 mm厚的樹脂瓦面，坡面屋頂光滑沒有固定安全帶的地方，屋頂檢修口普遍采用向上撐開式檢修口。另外，普遍將對時天線安裝于屋頂墻壁邊緣，離檢修口較遠，線纜普遍采用沿外墻敷設方式。這樣，就產生了對時天線坡面檢修時，人身與設備安全等一系列問題，本文所涉及的坡面對時天線檢修平臺能集中解決所有問題。我們將對坡面對時天線檢修與施工中所遇到的現狀問題進行分析，再對該檢修平臺的各個部分進行詳細講解，并對施工工藝及材質提出了具體要求。

1 坡面對時天線檢修現狀與分析

1.1 坡面檢修現狀

為了能在屋頂進行檢修操作，原坡面屋頂有一個檢修口，是采用將一塊瓦片頂上去的方式，然后有個鐵質支架對該瓦片的一端進行支撐，這樣該瓦片與屋面形成一個三角形的角度，由于瓦片側面撐開空間的局限性，人要檢修必須從屋面撐開的檢修口處爬出來，在屋頂上進行操作。而對于屋頂上的天線在不影響屋頂防水的情況下還沒有好的方案進行支架安裝及線纜敷設。屋面天線往往置于屋頂邊緣墻體，且對時天線的線纜往往沿外墻敷設。

1.2 現狀問題分析

(1)檢修口活動空間不足。由于現有檢修口采用向上撐開的方式，瓦片與屋面成三角形夾角，且還有支撐架將瓦面支撐，這些都造成了人員在檢修口處活動空間不足。

(2)無法實現就近檢修。由于在屋面樹脂瓦上沒有專用的對時天線支架，對時天線通常安裝于屋頂墻壁邊緣，離檢修口較遠。

(3)無天線線纜坡面敷設路徑。由于坡面樹脂瓦很薄，承重能力有限，且需要兼顧坡面防水，因此沒有提供坡面安裝天線的支架。坡面上無法安裝對時天線及進行線纜敷設，線纜通過外墻敷設，長期暴露在室外，日曬雨淋，加速線纜老化。

(4)坡面檢修危險過大。且由于樹脂瓦面薄且滑，承重能力差，沒有固定安全帶的地方，屋面檢修危險很大，人身安全難以得到保障。

(5)對時天線安裝位置影響信號接收。由于坡面沒有提供安裝對時天線的條件，因此對時天線常安裝于坡面下方墻體的側面，上方一部分空間被坡頂遮擋，這樣，影響了對時天線的信號接收效果。

2 坡面對時天線檢修平臺設計方案

2.1 方案簡介

對時天線坡面檢修平臺，針對原屋面檢修口進行了改造，將原向上撐開式檢修口改造成滑軌縮進式檢修口，使坡面檢修口有了360度角完整的活動空間，并在檢修口就近提供了在滿足坡面防水及承重的前提下，一種對時天線支架安裝及線纜敷設一體式裝置。這樣就能只用伸出半個身體，不用完全出屋面的情況下就近進行對時天線的安裝及線纜敷設，使線纜由原來的外墻敷設變成了從坡面屋頂引入屋內進行敷設。避免了安裝及檢修過程中的人身安全風險，并減小了線纜的外層絕緣皮老化進度，從而提高了設備穩定性。另外，該對時天線檢修平臺便于安裝及檢修和更換各組件，并對施工過程中的相關的工藝及材質提出了要求。

2.2 各部件說明

如圖1所示，檢修時爬上與屋面板下方屋架上弦桿連接的直梯1，將直梯1上方的活動屋面板20縮入與之相鄰的屋面板下方的滑軌40中。滑軌上方的屋面板3與滑軌40用膠黏和固定。而對時天線屋面上方部分支架90為對時天線支架安裝及線纜敷設一體式支架，對時天線屋面下方部分支架80通過一根鋼管穿過與滑動屋面板附近的屋面板，再通過一快焊接在鋼管801上的鋼板803，用螺絲固定在屋面板下方屋架上弦桿11處固定。為配合滑軌的安裝，檁條5與檁條6的高度應低于檁條7。

1-直梯；20-滑動屋面板；3-滑軌上方的屋面板；40-滑軌；5-檁條；6-檁條；7-檁條；80-對時天線屋面下方部分支架；90-對時天線屋面上方部分支架；10-檁條；11-屋架上弦桿圖1 坡面側面整體圖(單位：mm)

如圖2所示滑動屋面板是由一個方口鋼焊接成的田字形框架202與樹脂板205通過鋼框與樹脂屋面板連接釘204固定，再在田字形邊框上通過螺絲安裝一個制動擋板203所構成，田字框上設有一個啟動手柄201，通過該手柄來開關滑動屋面板。田字框202上還設有一個制動擋板203來防止滑動屋面板過分向下滑出軌道。田字框202上還設有一個自鎖掛鉤206(掛鉤選用帶有保護措施的掛鉤，掛上后可以實現自鎖)，用來在滑動屋面板板開啟后固定滑動屋面板，防止由于重力作用沿滑軌向下滑動。

圖2 滑動屋面板制作圖(單位：mm)

如圖3所示，該圖為滑動軌道橫截面圖，其中滑動軌道40應于滑動軌道40上方的樹脂板3用結構膠黏牢，而滑動軌道40的波高應根據需要而定，要滿足滑動屋面板20能很方便的滑動。

圖3 滑動軌道橫截面圖(單位：mm)

如圖4所示，滑動屋面板的田字形邊框上設有制動擋板203(制動擋板處配有加勁板2031和加勁板2032來增加其強度)。由滑動屋面板相鄰的下方檁條7處進行制動，防止滑動屋面板過分向下滑動。

圖4 制動擋板(單位：mm)

如圖5所示，滑動軌道40向下末端及中間部分通過直角鋼板401及螺絲與屋面板下方檁條5和6連接固定。屋面檢修口關閉示意圖見圖6。

圖5 滑動軌道末端連接節點

圖6 屋面檢修口關閉示意圖(單位：mm)

如圖7所示，檁條10上設有掛環101，屋面檢修口開啟后，將自鎖掛鉤206鎖在掛環101上。

如圖8所示，直梯通過螺絲固定于屋架上弦桿11。

如圖9～圖12所示：

(1)對時天線支架整體結構：對時天線支架90最上方的鋼管901用于安裝對時天線蘑菇頭，并設置有插銷902對蘑菇頭末端進行固定。與對時天線蘑菇頭相連對時天線線纜通過這個倒彎形鋼管902(實現線纜通道的屋外防水及室內線纜路徑)，穿過屋面到屋面下方。該對時天線支架90的鋼管907穿過屋面板后，在鋼管907下端焊接一塊鋼板803，另外，將另一塊鋼板804與屋架上弦桿11進行焊接，再通過鋼板803與鋼板804進行螺絲固定。

(2)對時天線進出端的保護措施：對時天線支架90的倒彎形鋼管910為對時天線線纜敷設管道，倒彎形鋼管910的對時天線敷設管道入口處設有橡膠保護套909，出口處設有橡膠保護套802，防止敷設線纜的過程中，鋼管口的刃口劃傷線纜外皮。

(3)對時天線支架使用方法：圖中對時天線支架90的鍍鋅鋼管906通過一個插銷905將倒彎形鋼管910和鍍鋅鋼管904進行連接固定，鍍鋅鋼管904上端再焊接4根直徑為25 cm的鋼管901，用于安裝對時天線蘑菇頭，通過鋼管901上的插銷902將對時天線蘑菇頭進行固定。這樣利于對時天線蘑菇頭的檢修與安裝，檢修時可通過插銷905將該天線支架上方鋼管904以上部分支架拆除，對天線蘑菇頭完成檢修及安裝后，再整體安裝，與倒彎形鋼管910進行連接，這樣，施工人員在檢修時就不用身體出屋頂過多，從而減小了施工危險。

圖7 屋面檢修口開啟示意圖(單位：mm)

圖8 直梯與屋面連接大樣圖(單位：mm)

圖9 對時天線支架與屋架連接節點圖(單位：mm)

圖10 對時天線支架與試管連接節點圖(單位：mm)

圖11 對時天線支架下端仰視圖(單位：mm)

圖12 對時天線支架下端側視圖(單位：mm)

(4)機械連接接頭設計理由：圖中的機械連接接頭908為可拆卸式，之所以這樣設計，出于3個理由：①減小屋面防水施工難度以便于安裝。如果沒有該機械連接接頭908，安裝時天線支架位于屋面下方的固定鋼板勢必會增大屋面的破損面積，增大屋面防水施工難度。設置了該機械連接接頭908后，安裝時先通過機械連接接頭908將對時天線支架拆卸為兩個部分，先由下往上，將天線支架主體鋼管穿過屋面板，通過支架下端的固定鋼板803與焊接在屋面板下方屋架上弦桿11上的鋼板804進行螺絲固定。再將天線支架上部分連接起來。②調整支架上部分角度。通過擰動該機械連接接頭908，可調整支架上端部分的對時天線蘑菇頭的整體角度，以便于檢修及蘑菇頭信號接收。③減小維修成本。如果該天線支架上端部分損壞后，可不必對支架進行整體剛換，可通過機械連接頭將該支架分開，只對上端損壞部件進行更換及維修。也避免了整體更換時，支架主鋼管穿過屋面之間的防水層造成破壞。

2.3 施工要點

(1)所有鋼結構構件均采用Q235B鋼，焊條為E43型。所有焊縫均為滿焊。

(2)制作滑動屋面板時，制作廠家應提前放樣試驗，確定各尺寸是否合適，屋面滑動是否自如。經試驗確定可以后，方可用于施工。滑動軌道和可開啟屋面板搭接范圍不小于60 mm。

(3)掛鉤選用帶有保護措施的掛鉤，掛上后可以實現自鎖。

(4)所有鋼結構構件均采用熱鍍鋅防腐。如果現場焊接對熱鍍鋅損壞的部位需補噴鋅，如噴鋅確有困難，可用涂環氧富鋅底漆1遍(干膜厚度30 μm)，聚氨酯中間漆一遍(干膜厚度30 μm)，聚氨酯面漆一遍(干膜厚度40 μm)。

(5)直爬梯與地面連接方式：地面埋鐵，直爬梯豎桿與地面焊接牢固。

(6)滑動屋面板所用瓦必須是一整塊直瓦。

(7)所有螺絲部分均需加彈簧墊片。

3 結 語

坡面對時天線檢修平臺已在部分水電站進行成功實施，接著我們將在湖北電力系統內進行普及，該平臺的應用不僅解決了生產中亟待解決的問題，其相關技術同樣可運用于其他行業的平改坡改造工程中，將會產生一定的社會效益。

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[1] 國家電力調度通信中心. 國調中心關于加強電力系統時間同步運行管理工作的通知[Z]. 調自[2013]82號，2013-04-15.

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