機(jī)場(chǎng)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(jī)場(chǎng)帶避雷針的易折型監(jiān)控桿是一種專為航空安quan設(shè)計(jì)的特shu設(shè)施，主要用于安裝監(jiān)控?cái)z像頭、氣象傳感器等設(shè)備，同時(shí)具備防雷保護(hù)功能和易折安quan特性。其設(shè)計(jì)需滿足 對(duì)機(jī)場(chǎng)障礙物限制、雷電防護(hù)及航空器碰撞安quan的嚴(yán)格要求。以下從功能 、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景展開說(shuō)明：

一、核心功能與應(yīng)用場(chǎng)景

1. 核心功能

安防監(jiān)控：安裝高清攝像頭，監(jiān)測(cè)跑道、停機(jī)坪、滑行道等區(qū)域的航空器運(yùn)行、人員活動(dòng)及異物侵入（FOD）情況。

氣象監(jiān)測(cè)：搭載風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)、溫濕度傳感器等，為機(jī)場(chǎng)氣象站提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

雷電防護(hù)：通過(guò)頂部避雷針及接地系統(tǒng)，保護(hù)監(jiān)控設(shè)備免受直擊雷和感應(yīng)雷危害。

碰撞安quan：桿體底部設(shè)置易折結(jié)構(gòu)，當(dāng)被航空器撞擊時(shí)迅速斷裂，避免機(jī)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(nèi)的兩側(cè)邊緣（距跑道中心線≥150 米）；

停機(jī)坪周邊、航站樓高架橋區(qū)域；

機(jī)場(chǎng)圍界內(nèi)側(cè)，用于周界安防監(jiān)控。

二、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 易折型桿體設(shè)計(jì)

材料選型：

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

內(nèi)置金屬增強(qiáng)骨架（如鋁合金蜂窩結(jié)構(gòu)），提升抗彎剛度（彈性模量≥20GPa），確保正常使用時(shí)的穩(wěn)定性。

易折點(diǎn)構(gòu)造：

機(jī)械薄弱環(huán)節(jié)：在桿體底部 1.5~2 米高度設(shè)置易折接頭，采用 “蜂窩夾層 + 預(yù)切槽” 結(jié)構(gòu)，當(dāng)水平?jīng)_擊力超過(guò)設(shè)定閾值（如民航標(biāo)準(zhǔn)要求≤10kN?m）時(shí)，夾層斷裂使桿體傾倒。

快速脫離機(jī)制：易折點(diǎn)處采用可斷開式電氣連接（如磁力耦合器或彈簧觸點(diǎn)），斷裂后監(jiān)控設(shè)備電源和信號(hào)線纜自動(dòng)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(dú)立避雷針（長(zhǎng)度≥1.5 米，材質(zhì)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(fù)合材料桿體。

保護(hù)范圍按滾球法計(jì)算，例如監(jiān)控桿高 8 米時(shí)，可保護(hù)半徑約 20 米內(nèi)的設(shè)備（滾球半徑取 45 米，對(duì)應(yīng)第三類防雷建筑物）。

引下線與接地：

避雷針通過(guò)獨(dú)立引下線（截面積≥50mm2 銅帶）沿桿體外側(cè)明敷，與桿體復(fù)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(zhǎng)銅包鋼接地棒）組成，接地電阻≤4Ω。

監(jiān)控設(shè)備金屬外殼、攝像頭支架等均通過(guò)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(hù)設(shè)計(jì)

屏蔽與浪涌保護(hù)：

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

在監(jiān)控桿底部配電箱內(nèi)安裝浪涌保護(hù)器（SPD），電源 SPD 標(biāo)稱放電電流（In）≥40kA，視頻 SPD 插入損耗≤0.5dB，響應(yīng)時(shí)間≤1ns。

線路路由優(yōu)化：

線纜從桿體內(nèi)部穿管敷設(shè)，避免外露；穿越易折點(diǎn)時(shí)采用可伸縮波紋管，允許桿體斷裂時(shí)線纜縱向位移≤300mm，防止拉斷。

關(guān)鍵性能測(cè)試

雷電沖擊試驗(yàn)：

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

易折點(diǎn)疲勞測(cè)試：

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

電磁兼容測(cè)試：

模擬雷電電磁脈沖（LEMP）對(duì)監(jiān)控信號(hào)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(jié)

機(jī)場(chǎng)易折型監(jiān)控桿是融合航空安quan需求與防雷技術(shù)的典型設(shè)施，其設(shè)計(jì)需在 “抗雷擊” 與 “防碰撞” 之間實(shí)現(xiàn)精密平衡。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)包括：

智能化：集成物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿體應(yīng)力、接地電阻等參數(shù)；

綠色化：采用光伏供電 + 儲(chǔ)能電池，減少對(duì)機(jī)場(chǎng)電網(wǎng)依賴；

一體化：與氣象站、燈光控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建機(jī)場(chǎng)智慧安防網(wǎng)絡(luò)。

此類設(shè)施的應(yīng)用不僅提升了機(jī)場(chǎng)運(yùn)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(jī)場(chǎng)建設(shè)的重要組成部分。

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