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機場2米易折監控桿塔 FOD系統易碎桁架 傳感器易折支桿

   2025-05-21 薛紅530
核心提示:機場2米易折監控桿塔 FOD系統易碎桁架 傳感器易折支桿
機場2米易折監控桿塔 FOD系統易碎桁架 傳感器易折支桿
 
機場帶避雷針的易折型監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。以下從功能定位、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
安防監控:安裝高清攝像頭,監測跑道、停機坪、滑行道等區域的航空器運行、人員活動及異物侵入(FOD)情況。
氣象監測: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據。
雷電防護:通過頂部避雷針及接地系統,保護監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、航站樓高架橋區域;
機場圍界內側,用于周界安防監控。
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定性。
易折點構造:
機械薄弱環節: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,當水平沖擊力超過設定閾值(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。
接地系統采用環形接地網,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),屏蔽層兩端接地,抑制雷電感應過電壓。
在監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)對監控信號的干擾,要求視頻圖像信噪比≥45dB,數據傳輸誤碼率≤10??。
總結
機場易折型監控桿是融合航空安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” 之間實現精密平衡。未來發展趨勢包括:
智能化:集成物聯網傳感器,實時監測桿體應力、接地電阻等參數;
綠色化:采用光伏供電 + 儲能電池,減少對機場電網依賴;
一體化:與氣象站、燈光控制系統聯動,構建機場智慧安防網絡。
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,是現代化智慧機場建設的重要組成部分。
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