避雷针

避雷针（Lighting   pole）中国国家标准GB50057—在2010《建筑物防雷设计规范》中，已改用接闪器的名称。避雷针是保护建筑物免受雷击的装置。在高楼顶部安装金属杆，用金属线与埋在地下的金属板连接，使与地面相对的云中电荷导入地下，减弱云层与建筑物之间的电场强度，达到防雷效果。

避雷针可以通过将雷电导入地下或周围的接地系统来安全地分散雷电能量，从而保护建筑物及其内部设备免受雷击损坏。它在保护建筑物和人的安全方面起着重要作用。

避雷针的发明可以追溯到18世纪美国科学家本杰明·富兰克林。他做了一个风筝实验，证明了闪电和电是一样的，发明了避雷针。避雷针的设计和安装需要遵循特定的规范和标准，以确保其有效性和可靠性。

避雷针已成为建筑物防雷系统中不可或缺的一部分，尤其是在那些容易遭受雷击的地区。它们在保护住宅、商业建筑、工厂、它广泛应用于电力设施和其他重要基础设施。

放电原理

避雷针主要依靠尖端放电原理使避雷针收集雷云发射的大量电荷，并通过使用多样化的接地设置，将接收到的电荷传输到地层结构中。保护原理是雷云放电靠近地面时，地面电场发生畸变，在避雷针顶端形成局部电场强度畸变，诱发雷电向避雷针放电方向放电。避雷针的保护原理雷电的分类方法有很多种，其中直击雷是公认的、球形雷、云闪3类。

尖端效应

避雷针一般都有尖尖的尖顶，有利于电场的集中。避雷针效应也叫尖端效应（lightning-Rod   effect）它意味着某些纳米粒子的某些部分的曲率半径极小，并且此处的电荷密度较高，可以形成更强的局部电磁场，从而增强该位置附近的目标分子的拉曼信号。一般是指在粗糙的金属表面有一些曲率非常大的区域，类似针尖在这些有尖端效应的区域，电荷会在这里富集，从而产生很强的局部电场。在金属尖端，电磁场高度局域化和增强，这是避雷针效应的基本物理增强原理。

新型防雷方法概述无源电晕场避雷器无源电晕场避雷器是由金属多短针构成的“似尖端效应”电晕场避雷器周围的环境电场远高于被保护对象，但低于传统避雷针，从而使被保护对象处于相对安全的状态。

接闪效应

也就是说，被保护对象的有效保护范围不仅与雷电的极性有关、闪电通道的电荷分布、空间电荷分布，也与避雷针有关（线）数量及其高度、被保护对象的位置和形状与当时的大气条件和地理条件有关。其接闪效应(即被保护对象形成的有效保护范围)，不仅有闪电极性、闪电通道的电荷分布、空间电荷分布、先导头电位等，而且还与避雷针的高度有关、保护对象的形状和位置、地形与地质构造等多种因素有关。

安装位置

避雷针通常安装在建筑物的高处，如屋顶、塔尖或烟囱等。这些位置使避雷针更容易吸引闪电，并确保它在建筑物周围形成更有利的电场。在塔顶安装避雷针可以起到调整雷击方向的作用避雷针将雷击电流吸引过来，然后进行分流，可以减少或避免电流对线路的危害。

引导雷电

当闪电靠近建筑物时，避雷针的尖端会吸引闪电，成为最容易受到攻击的目标。闪电会通过空气中的电离形成导电通道，并沿着避雷针流动。避雷针和避雷线的作用是引导闪电从被保护对象上方穿过，并安全地泄漏到大地中，以防止闪电直接击中，并降低其保护范围内的电气设备和建筑物被闪电击中的概率。

导电路径

避雷针由导电材料制成，可有效传导电流。当闪电击中避雷针时，导电材料会将电流从避雷针顶部引向接地系统或建筑物的地下。这样，闪电的能量将被分散并安全地引导到地下，减少对建筑物及其内部设备的影响。

接地系统

避雷针的导向路径通常与建筑物的接地系统相连。接地系统可以通过良好的接地有效地将雷电能量释放到大地中，进一步确保建筑物和周围环境的安全。在具体的工程建设中，技术人员要处理好建筑物的防雷问题、设计接地系统、计划，并利用电子信息技术和计算机软件进行实时模拟，以确定最佳避雷针位置。接地系统的建立应注意以下三个问题(1)避雷针应尽可能选择具有早期放电功能的主动避雷装置，并应距离30、45°、60°等不同角度，以防护各种雷击，增加防护范围和增加导电性。

避雷针通常由金属端头和金属框架组成，避雷针顶端通常是尖尖的尖顶，有助于电场的集中和雷电的吸引。尖顶可以由金属制成，例如铜、铝等以及其他导电材料。避雷针由建筑物高处的支柱或支架支撑，如屋顶或塔尖。支柱或支架的材料可以是金属或其他耐候材料，以确保避雷针的稳定性和可靠性。

按规范要求完善防雷装置就是让出现在一定范围内的雷电按防雷系统的规定通过，通常是避雷针（塔）或避雷线，以将闪电能量释放到地下，以及城镇和城市的加油站、安装在调压站和阀室内的避雷针（塔）或避雷针，必须严格按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057—2010）根据避雷针的要求设计和安装（塔）或避雷针及其接地装置和被保护建筑物的支柱、设备设施、管道、电缆等金属物体之间必须留有足够的间距，最小安全净距不得小于3m避雷针（塔）或避雷针应设置独立的接地装置，接地电阻应小于10ω。

避雷针通过电线或导体将雷电能量传导到地下或接地系统。导体可以直接与避雷针连接，也可以通过附加导体与避雷针连接。避雷针的导向路径与建筑物的接地系统相连。接地系统通常由一组导体和接地电极组成，用于将雷电能量安全地引导到地下，进一步保护建筑物及其内部设备。

为了保证避雷针的安装和运行效果，需要一些附件和配件，如接地线等、连接件、绝缘件等。这些配件和附件有助于确保避雷针的稳定性、安全性和可靠性。

主动式避雷针

主动避雷针通过避雷针尖端放电以促进空气电离，然后形成主放电通道的主动放电装置。根据现代技术的发展，避雷针采用可控放电主动防雷装置。在相同安装高度下，主动放电避雷针的保护半径比普通避雷针大几倍。与传统避雷针相比，主动避雷针具有激励器(触发装置)当活动避雷针附近的电场强度较低时(例如，雷云远离避雷针和被保护对象)雷云不会对地面物体放电，主动避雷针的储能装置处于储存雷云电场能量的状态。

根据现代通信技术发展的要求，避雷针应选择具有早期放电的主动式防雷装置，且应为30、45°、60°和其他不同角度，以防止各种雷击并增加保护范围和传导能力。目前国内没有放射源、无易损件的主动避雷针，如ERICO公司生产的3000避雷针已得到广泛应用，是世界上最先进的避雷针之一领先的避雷针'主动式'避雷针。主动避雷针可以随着大气电场的变化吸收能量当储存的能量达到一定水平时，它会在避雷针尖端放电，尖端周围的空气会电离，这样就可以在避雷针上方形成一个人工向上的避雷针，它可以比自然向上的闪电通道更早地与雷云的向下避雷针接触，形成一个主要的放电通道。

被动式避雷针

被动避雷针主要是指常用的避雷带、避雷网或富兰克林避雷针等。它们在防雷过程中是被动的，并根据雷电的影响引导和分散雷电能量。被动避雷针是安全的、方便、简单便宜，所以应用广泛。然而，被动式避雷针也有一些缺陷。其中，被动式避雷针的可靠性较低，它可以 t主动防止雷击，而是依靠雷电的冲击来引导雷电能量。此外，被动避雷针的保护范围相对较小，只能在其直接影响范围内提供保护。此外，无源避雷针容易受到磁场感应的影响，可能会降低其防雷效果。传统的富兰克林避雷针属于被动放电方式，具有一定的局限性。在排水过程中，富兰克林避雷针的响应灵敏度较差，因此可以 t主动吸引闪电，保护范围有限（可能出现绕击雷）对薄弱设备保护效果差的问题。在被动避雷针中，避雷带、导线、网和富兰克林避雷针被广泛使用。但被动式避雷针的主要缺点是安全性能低保护范围小效果差。传统的防雷方案基于建筑工程中无源避雷针的设计和安装，这些方案遵循相关标准，如GB50057-2010、IEC 61312-1等。然而，被动保护方案无法满足一些特殊环境和设备的防雷要求。

除了主动和被动避雷针外，还有富兰克林避雷针、放射性避雷针、脉冲式避雷针、动态球式避雷针、顶部安装避雷针等。

避雷针广泛用于各种建筑物，包括房屋、商业建筑、工厂、医院、学校、酒店等。它们用于保护建筑物及其内部设备免受雷击。

避雷针

避雷针在电力系统中起着重要的作用。它们被安装在发电厂、变电站、输电线路等电力设施用于保护设施设备免受雷击，保证供电的稳定性和可靠性。

避雷针广泛用于通信设施，如无线电塔、移动通信基站、卫星地面站等。这些设施通常位于开阔地带，很容易受到雷电的影响，因此安装避雷针可以保护通信设备和信号的稳定性。

因为飞机在起降时是暴露在外的，所以机场和航空设施需要有效的防雷系统。安装避雷针可以确保飞机和地面设施免受雷击，维护空中交通安全。

避雷针在铁路和地铁系统中的应用可以保护轨道、信号设备和车辆免受雷击损坏。它们被安装在铁路线上、车站和信号塔等。在各种工业场所，如石油化工厂、钢铁厂、在化工厂中，安装避雷针可以降低雷击事故的风险并保护设备、工人和环境的安全。