機場2米易折監(jiān)控桿塔 FOD系統(tǒng)易碎桁架 傳感器易折支桿

機場帶避雷針的易折型監(jiān)控桿是一種專為航空安quan設計的特shu設施，主要用于安裝監(jiān)控攝像頭、氣象傳感器等設備，同時具備防雷保護功能和易折安quan特性。其設計需滿足 對機場障礙物限制、雷電防護及航空器碰撞安quan的嚴格要求。以下從功能 、結構設計、技術要點及應用場景展開說明：

一、核心功能與應用場景

1. 核心功能

安防監(jiān)控：安裝高清攝像頭，監(jiān)測跑道、停機坪、滑行道等區(qū)域的航空器運行、人員活動及異物侵入（FOD）情況。

氣象監(jiān)測：搭載風速儀、風向標、溫濕度傳感器等，為機場氣象站提供實時數(shù)據(jù)。

雷電防護：通過頂部避雷針及接地系統(tǒng)，保護監(jiān)控設備免受直擊雷和感應雷危害。

碰撞安quan：桿體底部設置易折結構，當被航空器撞擊時迅速斷裂，避免機身受損或引發(fā)二次事故。

2. 典型安裝位置

跑道端 300 米范圍內的兩側邊緣（距跑道中心線≥150 米）；

停機坪周邊、航站樓高架橋區(qū)域；

機場圍界內側，用于周界安防監(jiān)控。

二、關鍵結構設計

1. 易折型桿體設計

材料選型：

主體采用玻璃纖維增強復合材料（GFRP）或碳纖維增強復合材料（CFRP），密度僅為鋼材的 1/4~1/5，抗沖擊強度≥200MPa，同時具備絕緣性（電阻率≥1012Ω?m），減少雷電反擊風險。

內置金屬增強骨架（如鋁合金蜂窩結構），提升抗彎剛度（彈性模量≥20GPa），確保正常使用時的穩(wěn)定性。

易折點構造：

機械薄弱環(huán)節(jié)：在桿體底部 1.5~2 米高度設置易折接頭，采用 “蜂窩夾層 + 預切槽” 結構，當水平?jīng)_擊力超過設定閾值（如民航標準要求≤10kN?m）時，夾層斷裂使桿體傾倒。

快速脫離機制：易折點處采用可斷開式電氣連接（如磁力耦合器或彈簧觸點），斷裂后監(jiān)控設備電源和信號線纜自動脫落，避免拖拽損傷航空器。

2. 防雷系統(tǒng)集成

接閃裝置：

桿頂安裝獨立避雷針（長度≥1.5 米，材質為 Φ12mm 熱鍍鋅圓鋼或銅包鋼），與桿體絕緣間距≥100mm，避免雷電電流直接流入復合材料桿體。

保護范圍按滾球法計算，例如監(jiān)控桿高 8 米時，可保護半徑約 20 米內的設備（滾球半徑取 45 米，對應第三類防雷建筑物）。

引下線與接地：

避雷針通過獨立引下線（截面積≥50mm2 銅帶）沿桿體外側明敷，與桿體復合材料之間用絕緣卡子固定，間距≤1 米。

接地系統(tǒng)采用環(huán)形接地網(wǎng)，由水平接地體（Φ12mm 熱鍍鋅圓鋼，埋深≥0.8 米）和垂直接地體（2.5 米長銅包鋼接地棒）組成，接地電阻≤4Ω。

監(jiān)控設備金屬外殼、攝像頭支架等均通過等電位連接器與引下線連接，形成統(tǒng)一接地平面。

3. 線纜防護設計

屏蔽與浪涌保護：

視頻線、電源線采用雙層屏蔽電纜（內層鋁箔 + 外層編織銅網(wǎng)），屏蔽層兩端接地，抑制雷電感應過電壓。

在監(jiān)控桿底部配電箱內安裝浪涌保護器（SPD），電源 SPD 標稱放電電流（In）≥40kA，視頻 SPD 插入損耗≤0.5dB，響應時間≤1ns。

線路路由優(yōu)化：

線纜從桿體內部穿管敷設，避免外露；穿越易折點時采用可伸縮波紋管，允許桿體斷裂時線纜縱向位移≤300mm，防止拉斷。

關鍵性能測試

雷電沖擊試驗：

對避雷針施加 10/350μs 波形的雷電流（峰值 30kA），測試引下線壓降（應≤10kV）和接地體溫升（≤50℃）。

易折點疲勞測試：

對易折接頭施加反復彎曲載荷（頻率 1Hz，振幅 ±15°），要求 5000 次循環(huán)后無永jiu變形，斷裂載荷偏差≤±10%。

電磁兼容測試：

模擬雷電電磁脈沖（LEMP）對監(jiān)控信號的干擾，要求視頻圖像信噪比≥45dB，數(shù)據(jù)傳輸誤碼率≤10??。

總結

機場易折型監(jiān)控桿是融合航空安quan需求與防雷技術的典型設施，其設計需在 “抗雷擊” 與 “防碰撞” 之間實現(xiàn)精密平衡。未來發(fā)展趨勢包括：

智能化：集成物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實時監(jiān)測桿體應力、接地電阻等參數(shù)；

綠色化：采用光伏供電 + 儲能電池，減少對機場電網(wǎng)依賴；

一體化：與氣象站、燈光控制系統(tǒng)聯(lián)動，構建機場智慧安防網(wǎng)絡。

此類設施的應用不僅提升了機場運行的安quan性，也為低空空域管理提供了可靠的物理支撐，是現(xiàn)代化智慧機場建設的重要組成部分。

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