CN107503368B - 预制组装式钢混结构光伏发电设备平台 - Google Patents

Abstract

预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，包括预应力管桩、结构框架、设备支撑框架和钢混承台板，以预应力管桩作为支撑基础，在预应力管桩上设置结构框架，结构框架由固定在预应力管桩上的主梁和连接在主梁之间的次梁排列而成，在结构框架上固定设备支撑框架，设备支撑框架由T梁排列而成，形状大小与所需要支承的设备底面形状大小相适配，用于支承设备，设备支撑框架内部连通至结构框架的底面，形成供电缆穿过的电缆孔，钢混承台板包括楼承板和混凝土层，楼承板铺设在结构框架上，混凝土层浇筑在楼承板上，设备支撑框架的顶端高于混凝土层。本发明具有施工效率高、周期短、造价低、拆除方便的特点，且能够适用于湖泊、水库等消落区。

Description

预制组装式钢混结构光伏发电设备平台

技术领域

本发明涉及到光伏电站的设备平台，尤其涉及到一种预制组装式钢混结构光伏发电设备平台。

背景技术

在光伏电站中，电气控制设备及光伏发电设备等通常安装在设备平台上，目前光伏电站均使用传统型钢筋混凝土设备平台，包括半埋地式和框架结构设备平台，这种设备平台存在着施工周期长、造价较高，且电站拆除过程繁杂的问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其具有施工效率高、周期短、造价低、拆除方便的特点，且能够适用于湖泊、水库等消落区。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案为：预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：包括预应力管桩、结构框架、设备支撑框架和钢混承台板，以预应力管桩作为支撑基础，在预应力管桩上设置结构框架，所述结构框架由固定在预应力管桩上的主梁和连接在主梁之间的次梁排列而成，在结构框架上固定设备支撑框架，所述设备支撑框架由T梁排列而成，形状大小与所需要支承的设备底面形状大小相适配，用于支承设备，所述设备支撑框架内部连通至结构框架的底面，形成供电缆穿过的电缆孔，所述钢混承台板包括楼承板和混凝土层，所述楼承板铺设在结构框架上，所述混凝土层浇筑在楼承板上，所述设备支撑框架的顶端高于混凝土层。

作为本发明的进一步改进，还包括网状接地结构，所述网状接地结构包括平台接地网、第一接地体、第二接地体和埋设在地下的光伏场接地网，所述平台接地网沿着预应力管桩设置形成一个闭合的整体，所述第一接地体连接在平台接地网上，并向上穿过钢混承台板用于与设备的预留接地极相连接，所述第二接地体在预应力管桩处与平台接地网连接，并沿着预应力管桩向下穿入地下接入到光伏场接地网。

作为本发明的进一步改进，还包括转换垫板，所述转换垫板上开有圆孔，所述预应力管桩的顶端设有端头板，所述转换垫板通过圆孔与端头板塞焊固定，使其固定在预应力管桩的端头板上，所述转换垫板上设有连接螺杆，所述连接螺杆上设有固定螺母和调平螺母，所述主梁上设有相对应的螺孔，通过固定螺母将主梁固定在转换垫板上，固定时，所述调平螺母位于主梁的下方，用于主梁的调平。

作为本发明的进一步改进，还包括集油池，所述混凝土层表面上设有从设备支撑框架四周往设备支撑框架方向向下倾斜的斜坡，在斜坡的底端设有下水管道，所述下水管道连通至集油池。

作为本发明的进一步改进，所述斜坡的坡度为2～3％。

作为本发明的进一步改进，所述下水管道的直径不少于100mm。

作为本发明的进一步改进，还包括固定在结构框架底部用于固定电缆的电缆托架。

作为本发明的进一步改进，还包括余缆保护井，所述余缆保护井设在地面上，所述余缆保护井用砖砌筑而成，井内用于放置余缆，井壁的顶面高于余缆面，井内填充有素土或者中细砂以将余缆覆盖。

作为本发明的进一步改进，井壁的顶面高于余缆面20～30cm。

作为本发明的进一步改进，还包括安全围栏，所述安全围栏围绕钢混承台板的四周设置，所述安全围栏的底部与楼承板焊接而埋入到混凝土层中。

本发明的有效效果为：

一、本发明现场施工速度快，工期短。预应力管桩、结构框架、设备支撑框架和楼承板均可以在工厂加工预制，运抵现场后进行组装即可。传统的钢筋混凝土结构需待混凝土固化后再安装设备，类比传统的钢筋混凝土结构，本发明的打桩、结构框架、设备支撑框架和楼承板的安装能无缝衔接，设备支撑框架固定在结构框架上用于安装设备，混凝土层可在设备安装就位后再进行施工和养护，不耽误工程主工期，使设备平台施工工期大幅度减少。

二、本发明具有安装简便的特点。管桩采用液压振动打桩机或静压桩基施工即可，结构框架、设备支撑框架和楼承板通过焊接或螺栓连接即可。

三、本发明所述设备平台具有拆除方便的特点，且回收利用高。光伏电站设计使用年限一般为25年，到期后本发明所述设备平台的拆除效率和回收利用高，如拆除施工控制得当，管桩和各构件均可以回收利用。

四、本发明造价低。本发明结构简单、构件少，且安装工程量低，可大幅度降低成本。

五、本发明能够适用于湖泊、水库等消落区。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明所述预应力管桩布置示意图；

图3为本发明所述结构框架示意图；

图4为本发明所述钢混承台板示意图；

图5为本发明所述转换垫板示意图；

标记说明：1-预应力管桩、11-端头板、2-结构框架、21-主梁、22-次梁、3-设备支撑框架、31-电缆孔、4-钢混承台板、41-楼承板、42-混凝土层、421-斜坡、422-下水管道、5-转换垫板、51-圆孔、52-全螺纹连接螺杆、53-固定螺母、54-调平螺母、6-网状接地结构、61-平台接地网、62-第一接地体、63-第二接地体、7-余缆保护井、8-安全围栏、9-楼梯、10-设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。

如图1-5所示，预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，用于光伏发电场中设备10的安装布置，包括预应力管桩1、结构框架2、设备支撑框架3、钢混承台板4、转换垫板5、网状接地结构6、集油结构、电缆托架、余缆保护井7、安全围栏8和楼梯9。

预应力管桩1作为支撑基础，根据相关设计资料和规范确定桩型、桩间距、入土深度、出土长度和桩顶高程等和相关力学性能参数，其能适应消落区高低起伏的地形地貌。本实施例中，预应力管桩1的数量为六根，预应力管桩1之间呈方形排列，通过液压振动打桩机或静压桩基打入到地层中。

结构框架2包括若干根主梁21和次梁22，主梁21与次梁22均选用H形钢，根据上部设备10的布置形式，确定主梁21与次梁22的组合形式，在主次梁长度设计上，预留设备10检修平台的空间。根据规格将次梁22焊接在主梁21之间，主梁21与次梁22之间呈方形排列，从而组成结构框架2，在结构框架2内，主梁21与次梁22之间还组成设备支撑框架3的支撑位。在安装时，主梁21通过全螺纹连接螺杆52、固定螺母53固定在预应力管桩1上，从而使结构框架2固定在预应力管桩1上。

设备支撑框架3由钢T梁排列而成，形状大小与所需要支承的设备10底面形状大小相适配，用于支承设备10。设备支撑框架3焊接在结构框架2的支撑位上，设备支撑框架3内部留有空间连通至结构框架2的底面，形成供电缆穿过的电缆孔31。

钢混承台板4包括楼承板41和混凝土层42。楼承板41与结构框架2形状大小相适配，铺设在结构框架2上，在设备支撑框架3的位置上不铺设。混凝土层42浇筑在楼承板41上，同时保证设备支撑框架3的顶端高于混凝土层42。

预应力管桩1、结构框架2、设备支撑框架3和楼承板41均可以在工厂进行预制，然后运抵至现场后进行组装即可。在组装设备平台时，将预应力管桩1通过液压振动打桩机或静压桩基打入到地层，然后通过螺杆或者焊接的方式依次安装结构框架2、设备支撑框架3和楼承板41，此时，设备平台基本完成，可在设备支撑框架3上安装设备10，混凝土层42可在设备10安装就位后再进行施工和养护，不耽误工程主工期，具有施工快、操作简单、工期短的特点。

现有的预应力管桩1的顶端大多设有端头板11，不适用于主梁21与预应力管桩1之间的固定，为了转换预应力管桩1端头板11的连接方式，便于固定上部的主梁21，采用转换垫板5。转换垫板5为圆形铁板，厚度根据上部荷载计算确定，直径为预应力管桩1端头板11直径+4cm。转换垫板5上开有圆孔51，通过圆孔51与端头板11塞焊固定，使其固定在预应力管桩1的端头板11上。转换垫板5上侧等强度焊接有全螺纹连接螺杆52，全螺纹连接螺杆52上安装有固定螺母53和调平螺母54，主梁21上设有与之匹配的螺孔，通过固定螺母53将主梁21固定在转换垫板5上，从而使预应力管桩1与主梁21固定，固定时，调平螺母54位于主梁21的下方，用于主梁21的调平。转换垫板5可在工厂预制时直接焊接到转换预应力管桩1端头板11上，以便于现场快速组装。

网状接地结构6包括平台接地网61、第一接地体62、第二接地体63和埋设在地下的光伏场接地网(图中未标示)，平台接地网61、第一接地体62、第二接地体63均采用扁铁制作而成。平台接地网61沿着六根预应力管桩1设置形成一个闭合的方形整体，第一接地体62焊接在平台接地网61上，并向上穿过钢混承台板4用于与设备10的预留接地极相连接，第二接地体63在预应力管桩1处与平台接地网61焊接，并沿着预应力管桩1向下穿入地下接入到光伏场接地网，光伏场接地网为现有技术方案，不加以赘述。

光伏电站低压变压器位于各个光伏方阵内，多数采用油浸式变压器，故需要对事故和检修漏油进行收集。集油结构包括集油池(图中未标示)、斜坡421和下水管道422。集油池安装在地下，斜坡421设在混凝土层42表面上，从设备支撑框架3四周往设备支撑框架3方向向下倾斜，坡度为2～3％，在斜坡421的底端设有直径不少于100mm的下水管道422，下水管道422连通至集油池。

电缆托架(图中未标示)针对集中式光伏发电系统布置。低压箱变和逆变器均布置在设备平台上。方阵直流电缆经埋地后从电缆孔31进入逆变器，直流经交流逆变后需经电缆送入变压器的低压侧，该电缆沿平台底部敷设，升压后的中压交流集电电缆从变压器底部电缆孔31下地后进行集电。整个过程中设备平台底部电缆需要电缆托架进行固定。本实施例中，电缆托架用等肢角钢加工，带固定压块，焊接在结构框架2底部。

电缆敷设过程中会在电缆头两端预留检修长度，故设备平台底部有余长电缆(简称“余缆”)。本发明根据电缆的最小弯曲半径将余缆盘绕在设备平台下方的地面上，并在余缆外周设置余缆保护井7。余缆保护井7设置在地面上，用砖砌筑而成，井内用于放置余缆，井壁的顶面高于余缆面20～30cm，井内填充有素土或者中细砂以将余缆覆盖。通过该结构可对余缆进行有效的保护，且便于挖出维修。

安全围栏8为工作人员提供一定的安全保障。安全围栏8围绕钢混承台板4的四周设置，所述安全围栏8的底部与楼承板41焊接而埋入到混凝土层42中，安全围栏8的高度符合相关安全规范。

楼梯9便于工作人员进入到设备平台上，楼梯9的一端固定在地面上，另一端固定在结构框架2上。

本发明已经成功应用于广东徐闻县鲤鱼潭光伏项目，并取得了相应的效果。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃毋庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (8)

1.预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：包括预应力管桩、结构框架、设备支撑框架和钢混承台板，以预应力管桩作为支撑基础，在预应力管桩上设置结构框架，所述结构框架由固定在预应力管桩上的主梁和连接在主梁之间的次梁排列而成，在结构框架上固定设备支撑框架，所述设备支撑框架由T梁排列而成，形状大小与所需要支承的设备底面形状大小相适配，用于支承设备，所述设备支撑框架内部连通至结构框架的底面，形成供电缆穿过的电缆孔，所述钢混承台板包括楼承板和混凝土层，所述楼承板铺设在结构框架上，所述混凝土层浇筑在楼承板上，所述设备支撑框架的顶端高于混凝土层；还包括网状接地结构，所述网状接地结构包括平台接地网、第一接地体、第二接地体和埋设在地下的光伏场接地网，所述平台接地网沿着预应力管桩设置形成一个闭合的整体，所述第一接地体连接在平台接地网上，并向上穿过钢混承台板用于与设备的预留接地极相连接，所述第二接地体在预应力管桩处与平台接地网连接，并沿着预应力管桩向下穿入地下接入到光伏场接地网；还包括转换垫板，所述转换垫板上开有圆孔，所述预应力管桩的顶端设有端头板，所述转换垫板通过圆孔与端头板塞焊固定，使其固定在预应力管桩的端头板上，所述转换垫板上设有连接螺杆，所述连接螺杆上设有固定螺母和调平螺母，所述主梁上设有相对应的螺孔，通过固定螺母将主梁固定在转换垫板上，固定时，所述调平螺母位于主梁的下方，用于主梁的调平。

2.根据权利要求1所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：还包括集油池，所述混凝土层表面上设有从设备支撑框架四周往设备支撑框架方向向下倾斜的斜坡，在斜坡的底端设有下水管道，所述下水管道连通至集油池。

3.根据权利要求2所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：所述斜坡的坡度为2～3％。

4.根据权利要求2所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：所述下水管道的直径不少于100mm。

5.根据权利要求1所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：还包括固定在结构框架底部用于固定电缆的电缆托架。

6.根据权利要求1所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：还包括余缆保护井，所述余缆保护井设在地面上，所述余缆保护井用砖砌筑而成，井内用于放置余缆，井壁的顶面高于余缆面，井内填充有素土或者中细砂以将余缆覆盖。

7.根据权利要求6所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：井壁的顶面高于余缆面20～30cm。

8.根据权利要求1所述的预制组装式钢混结构光伏发电设备平台，其特征在于：还包括安全围栏，所述安全围栏围绕钢混承台板的四周设置，所述安全围栏的底部与楼承板焊接而埋入到混凝土层中。