避雷针到底是如何工作，它的作用到底是什么？

电视机室外天线不宜装避雷针

一些用户在室外天线上装设 0.5 - 2米长的铁杆做避雷针，结果不起避雷作用，反而将雷电引到电视天线上传入电视机，造成机毁人亡。避雷针实际是"引雷针" 。它把空中雷电电荷引向自身。再经接线引入大地， 使其它物体免受雷击。而使雷电压引入电视机，就会使电视机承受几十 万伏到几百万伏雷电高电压，必然会使电视机毁坏； 如果当时有人收看电视，收看人也会被雷击伤、击死。因此，必须拆除电视机室外天线上所装的避雷针。使用室内天线时，雷雨天可以照常收看电视节目。但用室外天线时，雷雨天应装好防雷装置，并可靠接地，否则就不应收看。同时还必须将 室外天线插头从电视机上拔下，并将室外天线接地，以防雷击天线损坏电视机和危及人身安全。

避雷针的历史

雷电是地球上最常见的一种自然现象。整个地球表面平均每秒钟有100多次闪电。闪电的中心温度可以高达17000～25000℃，并在1‰到1/10秒之内释放出几百万至上亿焦耳的能量……一次长距离的闪电要经历50次左右的转折才落到地面上，在空中留下了一条蜿蜒曲折的轨迹。闪电时电流的颠值可以达一万安培，给地球带来5库仑电量。闪电的形状有树枝状、条状、片状、串珠状和球状。其中以罕见的球状闪电最引起科学家们的兴趣。19世纪有人做过1000多次闪电观测纪录。颜色各种各样，最常见的是红、橙、黄三种。移动速度比较慢，存在的时间在1到5秒之间。火球在消失的时候会发生猛烈的爆炸，具有很大的破坏力。1989年8月15日我国青岛黄岛油库就由于球状闪电的袭击引起储油罐大爆炸。美国科学家在北美大草原陨石观测网观测了12万张闪电照片后认为球状闪电是从普通闪电的末端分离出来的，球状闪电是“被激发的亚稳定态分子和等离子体的凝结块”。

避雷针的发明迄今已有240多年的历史了，由于它的保护使万千幢高楼大厦摆脱了雷电的威胁，为人类的文明和繁荣作出了贡献。后来英王乔治三世命令英国使用顶部为球状的避雷针，法国人则把避雷针的头部制成圆锥形。而美国则一直坚持使用富氏尖头避雷针。据《纽约时报》报道，今天美国使用的新型避雷针外形像鸡毛掸子，顶端引出2000条细细的导线，导线呈辐射状，它可以驱散聚集在建筑物周围的静电荷，有很强的避免形成闪电的能力。我国解广润教授发明的半导器消雷器也是一种新型的避雷装置。

我们聪明的祖先远在西方之前就发明了避雷装置，并在实践中应用。据《后汉书》记载，一次当时的重要宫殿未央宫和柏梁台遭雷电袭击发生火灾不久，就有一位名叫“勇之”的方士向汉武帝建议，在宫殿的屋脊上安装“鸱鱼”来防止灾难。此后两千年来，我国古建筑的屋脊上大多安装了这一类金属瓦饰，有的是龙、有的是飞鱼和雄鸡。尽管没有引导线与地面连接，但大雨淋湿的屋檐和墙壁，自然起到了接地的作用。由于这类瓦饰高于建筑物之上，即使是猛烈的落地雷，也通常只是击毁了瓦饰而保全了建筑物主体。

大约在三国时期，工匠们已经意识到接地的重要，他们在建造远远高于一般建筑的古塔时，顶部安装了钢铁制造的“葫芦串”，自然着眼于避雷的目的。而且还把它与涂了金属粉末容易导电的塔心柱连接起来，柱的下端又设置了贮藏金属的龙窟，组成了一套十分完整的避雷装置。如江苏省高淳县的保圣寺塔始建于公元229年的三国时期，塔高31.5米，远远高于周围的建筑群，由于塔顶安装了4米高的铁制古刹，由覆钵、相轮和宝葫芦等部分组成，至今历经千年风雨而从未遭雷击。明代，由金属杆、接地线组成的完整的避雷装置也出现了。1688年西方传教士马卡连来华，在《中国札记》上写道：“中国有些建筑物的屋顶上有一种叫做龙的装饰物，它头部仰向天空，张着嘴。这些怪物向上伸出的舌头是根尖端的金属芯子，另一端和埋在地下的金属相接，能让雷电跑到地面去而不伤害建筑物。”就按这位西方人的记载来算，也要比富兰克林早了70余年！

避雷针的构造特点

常规避雷装置及其发展

1750年，富兰克林提出以针尖放出电荷缓慢中和雷云中的电荷的避雷针用来防雷。后来的实践证明，它不能“避雷”，而是将雷引向自身来保护其周围的设备。随后俄国罗蒙诺索夫在重复了富兰克林的著名风筝试验（他的朋友利赫曼和他一起试验，因被引下的直击闪电击中而牺牲）之后，于1753年发表的论文（关于因电力而产生的大气现象的发言）中也对此作了重要论证。一个鲜为人知的重要事实是，富兰克林发表避雷针理论之后不久，法国一位工程师即按其理论建立一个避雷针，并且很快发生一次接闪。这是人类首次主动设法改变雷闪途径，也是直击雷可以防护的证明。这位法国工程师作为一个正直的科学家，当即高兴地报告了富兰克林避雷针的引雷成功。

避雷针的实际应用，必须解决的是它的保护范围问题。这是在试验室和实际应用中多年逐步定量化的，而且其精确性已基本满足了工程设计的需要。正是各国高压输电和电力系统的发展推动了这一科研工作的前进。

1925-1926年，Peek第一个在实验室内利用冲击电压发生器造成“人工雷”对避雷针模型放电，研究保护范围—保护系数与雷云高度对针高之比（H/h）的关系,并研究了雷云极性对保护系数的影响。1930-1934年，各国开始广泛利用避雷针保护发电厂和变电所。当时230KV电网已经出现多年，287KV超高压电网正在建设中。如美国煤气和电力公司(AGE)1934年开始用避雷针、避雷线保护变电所,避雷线的保护范围是这样确定的:当架构强度足够时,每保护水平距离0.45m,避雷线悬挂高度要抬高0.3m;架构强度受限制时，每保护水平距离0.6m，要抬高0.3m。这分别相当于保护角56°和64°。这与日本60年代末的防雷规范60°相近。到60年代初（1963年Davis）、70年代初美、英等国对保护输电线路的避雷线的保护范围陆续提出击距理论，即考虑雷电流辐值的大小来选定保护范围。我国高电压工作者（朱木美教授指导王小瑜同志）在职1962~1964年研究输电线路防雷时也提出了类似方法。至于用来保护发电厂和变电所，我国50年代因担心避雷线断线会波及全厂和全变电所而只采用避雷针。到70年代中期，才明确避雷线可用于发电厂和变电所的保护。

避雷针的发明者——富兰克林

1749年，波尔多科学院悬赏征求这样一个问题的答案：“在电和雷之间有什么类似之处？”一个叫巴巴雷特的医生在论文中宣称：电跟雷是一回事。他的论文因此而中奖。

在美国的费城，有一位叫富兰克林的科学家，有一天他做了一个轰动世界的实验。

他用丝绸做了一个大风筝，在风筝的顶端绑了一根尖细的铁丝，铁丝连着放风筝的线，线的另一端系上绸带，在绸带和线之间挂了一把钥匙。当外面下起大雨，雷电交加的时候，富兰克林放起了风筝。突然一个闪电打到了风筝上，电通过铁丝一直传到了钥匙上，这时，富兰克林有了一个想法：既然电能沿着风筝的线慢慢走下来，那能不能在高楼上给电搭一个梯子，让电乖乖地走下来呢？这样，建筑物就不会被高楼击坏了。

他先在自己家做实验：在屋顶的烟囱上安装了一根三米长的尖顶细铁棒，在细铁棒的下端绑上金属线，沿着楼梯把金属线引导楼底的水泵上。将经过房间的那段金属丝分成两段，各挂一个小铃，当雷电从细铁棒进入，两股线受力，小铃就会摇晃发出响声。

一天，暴风雨来了，在雷声、雨声的“伴奏”下，守侯在小铃旁的富兰克林听到一个小铃发出清脆悦耳的声音，他高兴地笑了。富兰克林把那根细铁棒称做“避雷针”。

避雷针的发明引起了教会的反对，他们认为：装在屋顶的尖杆指向天空是对上帝的不敬，是要受到上帝惩罚的。然而，有一次在一场雷雨后，教堂着火了，而装有避雷针的房屋却平安无事，于是避雷针很快就被人们接受了。现在，高楼上都装了避雷针。

在进行风筝实验之后的当年，富兰克林就发明了避雷针。其办法是：在建筑物的最高处立上一根2米至3米高的金属杆，用金属线使它和地面相连接，等到雷雨天气，雷电驯服地沿着金属线流向地下，建筑物就不会遭雷电了。

富兰克林为了推广避雷针的使用，专门写了《怎样使房屋等免遭雷电的袭击》的文章。文章发表后，美国的各个城市马上就开始安装避雷针。但这却遭到教士们的反对，他们说雷电是上帝的震怒。避雷针在法国也受到了强烈反对。圣奥梅尔的居民对当地安装了避雷装置的人提出控告，他们害怕惩罚这种亵渎行为。

避雷针是早期电学研究中的第一项具有重大应用价值的技术成果，它不仅使人类免受“雷公”肆虐之苦，而且也使雷电和上帝脱离了关系。

1.电源避雷器

避雷器通常接在导线和地之间，与被保护设备并联。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不动作，即对地视为断路。一旦出现过电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电

2.高频避雷器：

一般采用1/4波长或放电管，外壳接地，内部有一根直通的导电体，1/4波长的是利用雷电的波长与信号波长不同的特性，当有雷电进入时将其引到外壳排到大地；放电管的是在导电体与外壳之间放一放电管，当有雷电进入时将其引到外壳排到大地。

3. 室外设备的避雷器：

采用避雷针将雷电直接引入大地

作用

装置避雷针是避免雷击的有效方法。在房屋最高处竖一金属棒，棒下端连一条足够粗的铜线，铜线下端连一块金属板埋入地下深处潮湿处。金属棒的上端须是一个尖头或分叉为几个尖头。有了这样的装置，当空中有带电的云时。避雷针的尖端因静电感应就集中了异种电荷，发生尖端放电，与云内的电相中和，避免发生激烈的雷电、这就是避雷针能避雷的一方面。但这种作用颇慢，如果云中积电很快，或一块带有大量电荷的云突然飞来，有时来不及按上述方式中和，于是有强烈的放电，加雷电仍会发生。但这时由于避雷针高过周围物体，它的尖端又集中了与云中电异号的电荷，如果雷电是在云和地面物之间发生，放电电流主要通过避雷针流入大地，因此，不会打在房屋或附近人的身上，只会打在避雷针上了。由此可见，避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性；到了不可避免时，它自己就负担了雷的打击，房屋与人得到了安全。

由于避雷针的构造和作用，我们要特别注意保持避雷针的良好导电性。一旦有一处联接不好，或断了，断口以上的一段就成为一个隔离的导电系统。当云中有电荷时，这隔出的部分上部感应出与云中电异号的电荷，而下部感应出与云中电同号的电荷，如果上部和云中电起放电作用时，强大的放电电流只能通过建筑物放出大量热量，于是引起雷击。这样不但不能避雷，反而还招来雷祸。为防意外，高大建筑物最好竖起几条避雷针。另外，每一又避雷针只能保护一定的建筑面积。对于较大的建筑物也需要竖起几条避雷针

没错。避雷针作用起着保护作用，要是有闪电打过来，避雷针可以把电送向大地，可以保护人身和器材，

一言说之`````就是利用金属导电性好的特点`````将雷电传给大地````防患于未然‘‘‘‘‘‘

尖端放电原理。你可以去搜索下。上面的讲的太远离。

装置避雷针是避免雷击的有效方法。在房屋最高处竖一金属棒，棒下端连一条足够粗的铜线，铜线下端连一块金属板埋入地下深处潮湿处。金属棒的上端须是一个尖头或分叉为几个尖头。有了这样的装置，当空中有带电的云时。避雷针的尖端因静电感应就集中了异种电荷，发生尖端放电，与云内的电相中和，避免发生激烈的雷电、这就是避雷针能避雷的一方面。但这种作用颇慢，如果云中积电很快，或一块带有大量电荷的云突然飞来，有时来不及按上述方式中和，于是有强烈的放电，加雷电仍会发生。但这时由于避雷针高过周围物体，它的尖端又集中了与云中电异号的电荷，如果雷电是在云和地面物之间发生，放电电流主要通过避雷针流入大地，因此，不会打在房屋或附近人的身上，只会打在避雷针上了。由此可见，避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性；到了不可避免时，它自己就负担了雷的打击，房屋与人得到了安全。

由于避雷针的构造和作用，我们要特别注意保持避雷针的良好导电性。一旦有一处联接不好，或断了，断口以上的一段就成为一个隔离的导电系统。当云中有电荷时，这隔出的部分上部感应出与云中电异号的电荷，而下部感应出与云中电同号的电荷，如果上部和云中电起放电作用时，强大的放电电流只能通过建筑物放出大量热量，于是引起雷击。这样不但不能避雷，反而还招来雷祸。为防意外，高大建筑物最好竖起几条避雷针。另外，每一又避雷针只能保护一定的建筑面积。对于较大的建筑物也需要竖起几条避雷针。