技术资料 Technology
一、高尔夫球场雷击风险及现状
高尔夫球场通常位于开阔的、平坦的沿海或缓坡地区,周围少有高大的建筑物,使其成为雷击的首选目标。金属设备(例如高尔夫球杆、地下灌溉系统、自动发球系统)的存在以及密集的人活动(球员、观众、工作人员)进一步加剧了风险,包括直接雷击、电磁脉冲破坏地下设施以及潜在的火灾。
我们分析了香港某高尔夫球场2021年8月至2025年7月(共5年)的雷暴数据,记录了在高尔夫球场1公里半径范围内发生的共计156次地闪事件——雷电数据来自#香港天文台
二、雷击高尔夫球场人员伤亡事故案例
a. 新泽西州Pinchbrook高尔夫球场(2025年8月):一名36岁的球员在傍晚打球时被雷击中后倒下,需要紧急进行心肺复苏术。该球场位于高频雷暴区,经常出现午后雷暴。
b. 新泽西州Barry Owen高尔夫俱乐部(2025年7月):28岁的球员西蒙·马里亚尼在15号洞打球时被雷击中身亡。尽管有疏散警报,但一些球员距离太远听不到。
c. 美国长期统计数据:自2006年以来,高尔夫活动占雷击相关死亡人数的3%(美国国家气象局数据)。虽然整体风险较低,但由于这项运动的开放式环境特性,个体面临的风险极高。
三. 传统避雷针的局限性
大多数高尔夫球场依赖富兰克林式避雷针,它们被动吸引闪电,将其引入地下。然而,这种方法存在重大缺陷:
a. 被动吸引:避雷针本质上会吸引闪电,只保护其正下方的一小块区域,使开阔区域(球道、果岭、沙坑)暴露在外。
b. 保护范围有限:通过滚动球体法计算的保护半径依赖于地形。平坦的沿海地区球场常常存在覆盖空白,避雷针通常只保护核心结构。
c. 次生危害:避雷针遭闪电击中会产生电磁脉冲(EMP),破坏地下电子设备(例如,灌溉控制设备)并带来安全风险。
d. 高维护:需要定期检查接地电阻、腐蚀情况和高度,这对于大型球场来说具有挑战性。
也有一些高尔夫球场没有采取任何直击雷措施,从而导致了一些雷击球员伤亡的案例。
四、CMCE多电场补偿器 避雷保护装置的核心优势
基于尼古拉·特斯拉1916年的专利,混凝土金属杆装置通过主动电荷中和消除闪电形成,为高尔夫球场提供更安全、更智能的解决方案。
a. 技术原理:从“吸引”到“中和”闪电
混凝土金属杆使用多电容器结构连续捕获大气电荷(正/负),将其转换为无害的毫安电流,分散入地下。这会在击穿阈值以下维持一个电场,防止雷电引发。
与传统的引雷杆不同,CMCE创造的“保护气泡”使雷电无法形成。
b.相较于传统杆状物的关键优势
对比维度 | 传统#避雷针 | CMCE装置 |
防护机制 | 被动吸引雷电流入地 | 主动中和大气电荷,消除闪电形成条件 |
保护范围 | 局部保护 (滚球法计算) | 全向覆盖(单台CMCE-120覆盖120米半径) |
安全性 | 可能引发EMP损伤和人身伤亡 | 零电磁干扰,保障地下电子系统 |
维护需求 | 需频繁检测接地系统 | 仅需年度基础检查,无易损部件 |
c.实际应用验证
36洞高尔夫球场
物业:越南海防市VinPearl高尔夫球场;由DMG设计
保护措施:安装50台CMCE 120,形成覆盖整个高尔夫球场的保护网。
设备范围:宽9.5英寸,高14.5英寸,重17.5磅,覆盖半径120米/393.7英尺。
该度假村是一个受欢迎的高尔夫目的地,平均每天有100人(客户和员工)在球场上。由于该地区的闪电袭击密度高(2020年美国宇航局记录了38次闪电袭击),安装CMCE装置网格以实现最大可能的覆盖范围。
项目开发时间为4个月,完成后已经帮助降低客户和人员的闪电危险。CMCE技术负责消除在该保护区域内形成闪电。
d.额外优势:认证、耐用性和维护
全球认证
UL、CE、北约OTAN、UKCA和海事认证在60多个国家验证了安全性和可靠性。
延长的使用寿命和低维护成本
无电力依赖:纯机械设计消除了电子组件,确保10年以上的运行。
耐腐蚀性:适合高盐度沿海地区。
维护需求最小:仅需定期检查接地电阻和漏电流(无需复杂检查),无内部易损部件。
五、实施建议
CMCE 闪电消除系统通过主动中和大气电荷来消除形成闪电的条件。其安装灵活性和适应各种场景的能力显著优于传统解决方案。
以下是高尔夫球场场景的典型安装计划:
a. 树木安装(例如,球场上的景观树)
适用场景:高大的树木(如棕榈树、松树)容易遭受雷击,需要保护其冠层及周边区域。
将CMCE120安装在树木上,高出树冠最高点3m以上,可以覆盖高尔夫球场区域
b. 球场会所安装
适用场景:可以在高尔夫球场的接待休息或者会所建筑的最高点安装CMCE120,保护人员密集区域。
c. 网球场围栏安装
适用场景:在围栏的角落安装CMCE雷电防护系统可以减少安装成本并节省空间。
d.周边围栏安装(球道边界)
适用场景:与网球场围栏类似,可以节省空间和安装成本。
e.独立支撑杆安装(开阔草地、果岭等)
适用场景:没有建筑物或树木的开阔区域需要重点保护。
安装方法:
使用高强度热镀锌钢制支撑杆或混凝土杆,建议高度不低于12米,并在顶部安装CMCE 120。
支撑杆的底座嵌入混凝土基础中,接地电阻≤10Ω。接地线使用多股铜缆直接埋入接地网。
安装方法a-d,安装高度必须超过房屋、树木和围栏3米以上。如果房屋或围栏的接地电阻符合要求标准,可以直接将其现有的接地网络与CMCE相连。对于树木和独立的接地棒,必须建立单独的接地网络。所有CMCE单元应使用50毫米²铜导体连接至接地网。
f.高尔夫球场安全屋
可以在高尔夫球场的适当位置策略性地放置一个安全屋。在雷暴期间,球场上的工作人员可以迅速到这个安全屋避难。将在结构顶部安装一个CMCE多电场补偿器,以保护庇护所及其周围区域。庇护所将由太阳能供电,提供照明服务以及应急手机充电。
通常,暴风雨来临时,雷雨云移动速度非常快。由于沿海地区常见强风,闪电袭击往往极其突然。因此,CMCE全面的覆盖保护是最佳的防护方案。
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