水电站对时天线坡面检修平台的研制

李 挺，邓 科，冯 凝，李 茗，陈艳丽

(国网湖北省电力公司检修公司，武汉 430050)

0 引 言

随着智能化、数字化水电站迅猛发展，全站二次设备时间同步显得尤为重要。根据国家最新技术标准，水电站宜采用双主时钟配置，每台主时钟有2个时钟源，一个为北斗卫星，一个为GPS，授时采用以北斗卫星为主，GPS为辅，全站共有4根对时天线。为了在检修中避免开关场强感应电对人身造成危害，普遍将对时天线安装于远离开关场的主控楼屋顶。而湖北电力系统内多家水电站为防止屋顶漏水，普遍将原平面屋顶改造成坡面屋顶(简称平改坡改造)，均采用约3 mm厚的树脂瓦面，坡面屋顶光滑没有固定安全带的地方，屋顶检修口普遍采用向上撑开式检修口。另外，普遍将对时天线安装于屋顶墙壁边缘，离检修口较远，线缆普遍采用沿外墙敷设方式。这样，就产生了对时天线坡面检修时，人身与设备安全等一系列问题，本文所涉及的坡面对时天线检修平台能集中解决所有问题。我们将对坡面对时天线检修与施工中所遇到的现状问题进行分析，再对该检修平台的各个部分进行详细讲解，并对施工工艺及材质提出了具体要求。

1 坡面对时天线检修现状与分析

1.1 坡面检修现状

为了能在屋顶进行检修操作，原坡面屋顶有一个检修口，是采用将一块瓦片顶上去的方式，然后有个铁质支架对该瓦片的一端进行支撑，这样该瓦片与屋面形成一个三角形的角度，由于瓦片侧面撑开空间的局限性，人要检修必须从屋面撑开的检修口处爬出来，在屋顶上进行操作。而对于屋顶上的天线在不影响屋顶防水的情况下还没有好的方案进行支架安装及线缆敷设。屋面天线往往置于屋顶边缘墙体，且对时天线的线缆往往沿外墙敷设。

1.2 现状问题分析

(1)检修口活动空间不足。由于现有检修口采用向上撑开的方式，瓦片与屋面成三角形夹角，且还有支撑架将瓦面支撑，这些都造成了人员在检修口处活动空间不足。

(2)无法实现就近检修。由于在屋面树脂瓦上没有专用的对时天线支架，对时天线通常安装于屋顶墙壁边缘，离检修口较远。

(3)无天线线缆坡面敷设路径。由于坡面树脂瓦很薄，承重能力有限，且需要兼顾坡面防水，因此没有提供坡面安装天线的支架。坡面上无法安装对时天线及进行线缆敷设，线缆通过外墙敷设，长期暴露在室外，日晒雨淋，加速线缆老化。

(4)坡面检修危险过大。且由于树脂瓦面薄且滑，承重能力差，没有固定安全带的地方，屋面检修危险很大，人身安全难以得到保障。

(5)对时天线安装位置影响信号接收。由于坡面没有提供安装对时天线的条件，因此对时天线常安装于坡面下方墙体的侧面，上方一部分空间被坡顶遮挡，这样，影响了对时天线的信号接收效果。

2 坡面对时天线检修平台设计方案

2.1 方案简介

对时天线坡面检修平台，针对原屋面检修口进行了改造，将原向上撑开式检修口改造成滑轨缩进式检修口，使坡面检修口有了360度角完整的活动空间，并在检修口就近提供了在满足坡面防水及承重的前提下，一种对时天线支架安装及线缆敷设一体式装置。这样就能只用伸出半个身体，不用完全出屋面的情况下就近进行对时天线的安装及线缆敷设，使线缆由原来的外墙敷设变成了从坡面屋顶引入屋内进行敷设。避免了安装及检修过程中的人身安全风险，并减小了线缆的外层绝缘皮老化进度，从而提高了设备稳定性。另外，该对时天线检修平台便于安装及检修和更换各组件，并对施工过程中的相关的工艺及材质提出了要求。

2.2 各部件说明

如图1所示，检修时爬上与屋面板下方屋架上弦杆连接的直梯1，将直梯1上方的活动屋面板20缩入与之相邻的屋面板下方的滑轨40中。滑轨上方的屋面板3与滑轨40用胶黏和固定。而对时天线屋面上方部分支架90为对时天线支架安装及线缆敷设一体式支架，对时天线屋面下方部分支架80通过一根钢管穿过与滑动屋面板附近的屋面板，再通过一快焊接在钢管801上的钢板803，用螺丝固定在屋面板下方屋架上弦杆11处固定。为配合滑轨的安装，檩条5与檩条6的高度应低于檩条7。

1-直梯；20-滑动屋面板；3-滑轨上方的屋面板；40-滑轨；5-檩条；6-檩条；7-檩条；80-对时天线屋面下方部分支架；90-对时天线屋面上方部分支架；10-檩条；11-屋架上弦杆图1 坡面侧面整体图(单位：mm)

如图2所示滑动屋面板是由一个方口钢焊接成的田字形框架202与树脂板205通过钢框与树脂屋面板连接钉204固定，再在田字形边框上通过螺丝安装一个制动挡板203所构成，田字框上设有一个启动手柄201，通过该手柄来开关滑动屋面板。田字框202上还设有一个制动挡板203来防止滑动屋面板过分向下滑出轨道。田字框202上还设有一个自锁挂钩206(挂钩选用带有保护措施的挂钩，挂上后可以实现自锁)，用来在滑动屋面板板开启后固定滑动屋面板，防止由于重力作用沿滑轨向下滑动。

图2 滑动屋面板制作图(单位：mm)

如图3所示，该图为滑动轨道横截面图，其中滑动轨道40应于滑动轨道40上方的树脂板3用结构胶黏牢，而滑动轨道40的波高应根据需要而定，要满足滑动屋面板20能很方便的滑动。

图3 滑动轨道横截面图(单位：mm)

如图4所示，滑动屋面板的田字形边框上设有制动挡板203(制动挡板处配有加劲板2031和加劲板2032来增加其强度)。由滑动屋面板相邻的下方檩条7处进行制动，防止滑动屋面板过分向下滑动。

图4 制动挡板(单位：mm)

如图5所示，滑动轨道40向下末端及中间部分通过直角钢板401及螺丝与屋面板下方檩条5和6连接固定。屋面检修口关闭示意图见图6。

图5 滑动轨道末端连接节点

图6 屋面检修口关闭示意图(单位：mm)

如图7所示，檩条10上设有挂环101，屋面检修口开启后，将自锁挂钩206锁在挂环101上。

如图8所示，直梯通过螺丝固定于屋架上弦杆11。

如图9～图12所示：

(1)对时天线支架整体结构：对时天线支架90最上方的钢管901用于安装对时天线蘑菇头，并设置有插销902对蘑菇头末端进行固定。与对时天线蘑菇头相连对时天线线缆通过这个倒弯形钢管902(实现线缆通道的屋外防水及室内线缆路径)，穿过屋面到屋面下方。该对时天线支架90的钢管907穿过屋面板后，在钢管907下端焊接一块钢板803，另外，将另一块钢板804与屋架上弦杆11进行焊接，再通过钢板803与钢板804进行螺丝固定。

(2)对时天线进出端的保护措施：对时天线支架90的倒弯形钢管910为对时天线线缆敷设管道，倒弯形钢管910的对时天线敷设管道入口处设有橡胶保护套909，出口处设有橡胶保护套802，防止敷设线缆的过程中，钢管口的刃口划伤线缆外皮。

(3)对时天线支架使用方法：图中对时天线支架90的镀锌钢管906通过一个插销905将倒弯形钢管910和镀锌钢管904进行连接固定，镀锌钢管904上端再焊接4根直径为25 cm的钢管901，用于安装对时天线蘑菇头，通过钢管901上的插销902将对时天线蘑菇头进行固定。这样利于对时天线蘑菇头的检修与安装，检修时可通过插销905将该天线支架上方钢管904以上部分支架拆除，对天线蘑菇头完成检修及安装后，再整体安装，与倒弯形钢管910进行连接，这样，施工人员在检修时就不用身体出屋顶过多，从而减小了施工危险。

图7 屋面检修口开启示意图(单位：mm)

图8 直梯与屋面连接大样图(单位：mm)

图9 对时天线支架与屋架连接节点图(单位：mm)

图10 对时天线支架与试管连接节点图(单位：mm)

图11 对时天线支架下端仰视图(单位：mm)

图12 对时天线支架下端侧视图(单位：mm)

(4)机械连接接头设计理由：图中的机械连接接头908为可拆卸式，之所以这样设计，出于3个理由：①减小屋面防水施工难度以便于安装。如果没有该机械连接接头908，安装时天线支架位于屋面下方的固定钢板势必会增大屋面的破损面积，增大屋面防水施工难度。设置了该机械连接接头908后，安装时先通过机械连接接头908将对时天线支架拆卸为两个部分，先由下往上，将天线支架主体钢管穿过屋面板，通过支架下端的固定钢板803与焊接在屋面板下方屋架上弦杆11上的钢板804进行螺丝固定。再将天线支架上部分连接起来。②调整支架上部分角度。通过拧动该机械连接接头908，可调整支架上端部分的对时天线蘑菇头的整体角度，以便于检修及蘑菇头信号接收。③减小维修成本。如果该天线支架上端部分损坏后，可不必对支架进行整体刚换，可通过机械连接头将该支架分开，只对上端损坏部件进行更换及维修。也避免了整体更换时，支架主钢管穿过屋面之间的防水层造成破坏。

2.3 施工要点

(1)所有钢结构构件均采用Q235B钢，焊条为E43型。所有焊缝均为满焊。

(2)制作滑动屋面板时，制作厂家应提前放样试验，确定各尺寸是否合适，屋面滑动是否自如。经试验确定可以后，方可用于施工。滑动轨道和可开启屋面板搭接范围不小于60 mm。

(3)挂钩选用带有保护措施的挂钩，挂上后可以实现自锁。

(4)所有钢结构构件均采用热镀锌防腐。如果现场焊接对热镀锌损坏的部位需补喷锌，如喷锌确有困难，可用涂环氧富锌底漆1遍(干膜厚度30 μm)，聚氨酯中间漆一遍(干膜厚度30 μm)，聚氨酯面漆一遍(干膜厚度40 μm)。

(5)直爬梯与地面连接方式：地面埋铁，直爬梯竖杆与地面焊接牢固。

(6)滑动屋面板所用瓦必须是一整块直瓦。

(7)所有螺丝部分均需加弹簧垫片。

3 结 语

坡面对时天线检修平台已在部分水电站进行成功实施，接着我们将在湖北电力系统内进行普及，该平台的应用不仅解决了生产中亟待解决的问题，其相关技术同样可运用于其他行业的平改坡改造工程中，将会产生一定的社会效益。

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