避雷針（Lighting   pole）中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057—在2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中，已改用接閃器的名稱。避雷針是保護(hù)建筑物免受雷擊的裝置。在高樓頂部安裝金屬桿，用金屬線與埋在地下的金屬板連接，使與地面相對(duì)的云中電荷導(dǎo)入地下，減弱云層與建筑物之間的電場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到防雷效果。

避雷針可以通過(guò)將雷電導(dǎo)入地下或周圍的接地系統(tǒng)來(lái)安全地分散雷電能量，從而保護(hù)建筑物及其內(nèi)部設(shè)備免受雷擊損壞。它在保護(hù)建筑物和人的安全方面起著重要作用。

避雷針的發(fā)明可以追溯到18世紀(jì)美國(guó)科學(xué)家本杰明·富蘭克林。他做了一個(gè)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，證明了閃電和電是一樣的，發(fā)明了避雷針。避雷針的設(shè)計(jì)和安裝需要遵循特定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以確保其有效性和可靠性。

避雷針已成為建筑物防雷系統(tǒng)中不可或缺的一部分，尤其是在那些容易遭受雷擊的地區(qū)。它們?cè)诒Ｗo(hù)住宅、商業(yè)建筑、工廠、它廣泛應(yīng)用于電力設(shè)施和其他重要基礎(chǔ)設(shè)施。

放電原理

避雷針主要依靠尖端放電原理使避雷針收集雷云發(fā)射的大量電荷，并通過(guò)使用多樣化的接地設(shè)置，將接收到的電荷傳輸?shù)降貙咏Y(jié)構(gòu)中。保護(hù)原理是雷云放電靠近地面時(shí)，地面電場(chǎng)發(fā)生畸變，在避雷針頂端形成局部電場(chǎng)強(qiáng)度畸變，誘發(fā)雷電向避雷針?lè)烹姺较蚍烹姟１芾揍樀谋Ｗo(hù)原理雷電的分類方法有很多種，其中直擊雷是公認(rèn)的、球形雷、云閃3類。

尖端效應(yīng)

避雷針一般都有尖尖的尖頂，有利于電場(chǎng)的集中。避雷針效應(yīng)也叫尖端效應(yīng)（lightning-Rod   effect）它意味著某些納米粒子的某些部分的曲率半徑極小，并且此處的電荷密度較高，可以形成更強(qiáng)的局部電磁場(chǎng)，從而增強(qiáng)該位置附近的目標(biāo)分子的拉曼信號(hào)。一般是指在粗糙的金屬表面有一些曲率非常大的區(qū)域，類似針尖在這些有尖端效應(yīng)的區(qū)域，電荷會(huì)在這里富集，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的局部電場(chǎng)。在金屬尖端，電磁場(chǎng)高度局域化和增強(qiáng)，這是避雷針效應(yīng)的基本物理增強(qiáng)原理。

新型防雷方法概述無(wú)源電暈場(chǎng)避雷器無(wú)源電暈場(chǎng)避雷器是由金屬多短針構(gòu)成的“似尖端效應(yīng)”電暈場(chǎng)避雷器周圍的環(huán)境電場(chǎng)遠(yuǎn)高于被保護(hù)對(duì)象，但低于傳統(tǒng)避雷針，從而使被保護(hù)對(duì)象處于相對(duì)安全的狀態(tài)。

接閃效應(yīng)

也就是說(shuō)，被保護(hù)對(duì)象的有效保護(hù)范圍不僅與雷電的極性有關(guān)、閃電通道的電荷分布、空間電荷分布，也與避雷針有關(guān)（線）數(shù)量及其高度、被保護(hù)對(duì)象的位置和形狀與當(dāng)時(shí)的大氣條件和地理?xiàng)l件有關(guān)。其接閃效應(yīng)(即被保護(hù)對(duì)象形成的有效保護(hù)范圍)，不僅有閃電極性、閃電通道的電荷分布、空間電荷分布、先導(dǎo)頭電位等，而且還與避雷針的高度有關(guān)、保護(hù)對(duì)象的形狀和位置、地形與地質(zhì)構(gòu)造等多種因素有關(guān)。

安裝位置

避雷針通常安裝在建筑物的高處，如屋頂、塔尖或煙囪等。這些位置使避雷針更容易吸引閃電，并確保它在建筑物周圍形成更有利的電場(chǎng)。在塔頂安裝避雷針可以起到調(diào)整雷擊方向的作用避雷針將雷擊電流吸引過(guò)來(lái)，然后進(jìn)行分流，可以減少或避免電流對(duì)線路的危害。

引導(dǎo)雷電

當(dāng)閃電靠近建筑物時(shí)，避雷針的尖端會(huì)吸引閃電，成為最容易受到攻擊的目標(biāo)。閃電會(huì)通過(guò)空氣中的電離形成導(dǎo)電通道，并沿著避雷針流動(dòng)。避雷針和避雷線的作用是引導(dǎo)閃電從被保護(hù)對(duì)象上方穿過(guò)，并安全地泄漏到大地中，以防止閃電直接擊中，并降低其保護(hù)范圍內(nèi)的電氣設(shè)備和建筑物被閃電擊中的概率。

導(dǎo)電路徑

避雷針由導(dǎo)電材料制成，可有效傳導(dǎo)電流。當(dāng)閃電擊中避雷針時(shí)，導(dǎo)電材料會(huì)將電流從避雷針頂部引向接地系統(tǒng)或建筑物的地下。這樣，閃電的能量將被分散并安全地引導(dǎo)到地下，減少對(duì)建筑物及其內(nèi)部設(shè)備的影響。

接地系統(tǒng)

避雷針的導(dǎo)向路徑通常與建筑物的接地系統(tǒng)相連。接地系統(tǒng)可以通過(guò)良好的接地有效地將雷電能量釋放到大地中，進(jìn)一步確保建筑物和周圍環(huán)境的安全。在具體的工程建設(shè)中，技術(shù)人員要處理好建筑物的防雷問(wèn)題、設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)、計(jì)劃，并利用電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，以確定最佳避雷針位置。接地系統(tǒng)的建立應(yīng)注意以下三個(gè)問(wèn)題(1)避雷針應(yīng)盡可能選擇具有早期放電功能的主動(dòng)避雷裝置，并應(yīng)距離30、45°、60°等不同角度，以防護(hù)各種雷擊，增加防護(hù)范圍和增加導(dǎo)電性。

避雷針通常由金屬端頭和金屬框架組成，避雷針頂端通常是尖尖的尖頂，有助于電場(chǎng)的集中和雷電的吸引。尖頂可以由金屬制成，例如銅、鋁等以及其他導(dǎo)電材料。避雷針由建筑物高處的支柱或支架支撐，如屋頂或塔尖。支柱或支架的材料可以是金屬或其他耐候材料，以確保避雷針的穩(wěn)定性和可靠性。

按規(guī)范要求完善防雷裝置就是讓出現(xiàn)在一定范圍內(nèi)的雷電按防雷系統(tǒng)的規(guī)定通過(guò)，通常是避雷針（塔）或避雷線，以將閃電能量釋放到地下，以及城鎮(zhèn)和城市的加油站、安裝在調(diào)壓站和閥室內(nèi)的避雷針（塔）或避雷針，必須嚴(yán)格按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—2010）根據(jù)避雷針的要求設(shè)計(jì)和安裝（塔）或避雷針及其接地裝置和被保護(hù)建筑物的支柱、設(shè)備設(shè)施、管道、電纜等金屬物體之間必須留有足夠的間距，最小安全凈距不得小于3m避雷針（塔）或避雷針應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的接地裝置，接地電阻應(yīng)小于10ω。

避雷針通過(guò)電線或?qū)w將雷電能量傳導(dǎo)到地下或接地系統(tǒng)。導(dǎo)體可以直接與避雷針連接，也可以通過(guò)附加導(dǎo)體與避雷針連接。避雷針的導(dǎo)向路徑與建筑物的接地系統(tǒng)相連。接地系統(tǒng)通常由一組導(dǎo)體和接地電極組成，用于將雷電能量安全地引導(dǎo)到地下，進(jìn)一步保護(hù)建筑物及其內(nèi)部設(shè)備。

為了保證避雷針的安裝和運(yùn)行效果，需要一些附件和配件，如接地線等、連接件、絕緣件等。這些配件和附件有助于確保避雷針的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

主動(dòng)式避雷針

主動(dòng)避雷針通過(guò)避雷針尖端放電以促進(jìn)空氣電離，然后形成主放電通道的主動(dòng)放電裝置。根據(jù)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，避雷針采用可控放電主動(dòng)防雷裝置。在相同安裝高度下，主動(dòng)放電避雷針的保護(hù)半徑比普通避雷針大幾倍。與傳統(tǒng)避雷針相比，主動(dòng)避雷針具有激勵(lì)器(觸發(fā)裝置)當(dāng)活動(dòng)避雷針附近的電場(chǎng)強(qiáng)度較低時(shí)(例如，雷云遠(yuǎn)離避雷針和被保護(hù)對(duì)象)雷云不會(huì)對(duì)地面物體放電，主動(dòng)避雷針的儲(chǔ)能裝置處于儲(chǔ)存雷云電場(chǎng)能量的狀態(tài)。

根據(jù)現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的要求，避雷針應(yīng)選擇具有早期放電的主動(dòng)式防雷裝置，且應(yīng)為30、45°、60°和其他不同角度，以防止各種雷擊并增加保護(hù)范圍和傳導(dǎo)能力。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有放射源、無(wú)易損件的主動(dòng)避雷針，如ERICO公司生產(chǎn)的3000避雷針已得到廣泛應(yīng)用，是世界上最先進(jìn)的避雷針之一領(lǐng)先的避雷針'主動(dòng)式'避雷針。主動(dòng)避雷針可以隨著大氣電場(chǎng)的變化吸收能量當(dāng)儲(chǔ)存的能量達(dá)到一定水平時(shí)，它會(huì)在避雷針尖端放電，尖端周圍的空氣會(huì)電離，這樣就可以在避雷針上方形成一個(gè)人工向上的避雷針，它可以比自然向上的閃電通道更早地與雷云的向下避雷針接觸，形成一個(gè)主要的放電通道。

被動(dòng)式避雷針

被動(dòng)避雷針主要是指常用的避雷帶、避雷網(wǎng)或富蘭克林避雷針等。它們?cè)诜览走^(guò)程中是被動(dòng)的，并根據(jù)雷電的影響引導(dǎo)和分散雷電能量。被動(dòng)避雷針是安全的、方便、簡(jiǎn)單便宜，所以應(yīng)用廣泛。然而，被動(dòng)式避雷針也有一些缺陷。其中，被動(dòng)式避雷針的可靠性較低，它可以 t主動(dòng)防止雷擊，而是依靠雷電的沖擊來(lái)引導(dǎo)雷電能量。此外，被動(dòng)避雷針的保護(hù)范圍相對(duì)較小，只能在其直接影響范圍內(nèi)提供保護(hù)。此外，無(wú)源避雷針容易受到磁場(chǎng)感應(yīng)的影響，可能會(huì)降低其防雷效果。傳統(tǒng)的富蘭克林避雷針屬于被動(dòng)放電方式，具有一定的局限性。在排水過(guò)程中，富蘭克林避雷針的響應(yīng)靈敏度較差，因此可以 t主動(dòng)吸引閃電，保護(hù)范圍有限（可能出現(xiàn)繞擊雷）對(duì)薄弱設(shè)備保護(hù)效果差的問(wèn)題。在被動(dòng)避雷針中，避雷帶、導(dǎo)線、網(wǎng)和富蘭克林避雷針被廣泛使用。但被動(dòng)式避雷針的主要缺點(diǎn)是安全性能低保護(hù)范圍小效果差。傳統(tǒng)的防雷方案基于建筑工程中無(wú)源避雷針的設(shè)計(jì)和安裝，這些方案遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如GB50057-2010、IEC 61312-1等。然而，被動(dòng)保護(hù)方案無(wú)法滿足一些特殊環(huán)境和設(shè)備的防雷要求。

除了主動(dòng)和被動(dòng)避雷針外，還有富蘭克林避雷針、放射性避雷針、脈沖式避雷針、動(dòng)態(tài)球式避雷針、頂部安裝避雷針等。

避雷針廣泛用于各種建筑物，包括房屋、商業(yè)建筑、工廠、醫(yī)院、學(xué)校、酒店等。它們用于保護(hù)建筑物及其內(nèi)部設(shè)備免受雷擊。

避雷針

避雷針在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。它們被安裝在發(fā)電廠、變電站、輸電線路等電力設(shè)施用于保護(hù)設(shè)施設(shè)備免受雷擊，保證供電的穩(wěn)定性和可靠性。

避雷針廣泛用于通信設(shè)施，如無(wú)線電塔、移動(dòng)通信基站、衛(wèi)星地面站等。這些設(shè)施通常位于開闊地帶，很容易受到雷電的影響，因此安裝避雷針可以保護(hù)通信設(shè)備和信號(hào)的穩(wěn)定性。

因?yàn)轱w機(jī)在起降時(shí)是暴露在外的，所以機(jī)場(chǎng)和航空設(shè)施需要有效的防雷系統(tǒng)。安裝避雷針可以確保飛機(jī)和地面設(shè)施免受雷擊，維護(hù)空中交通安全。

避雷針在鐵路和地鐵系統(tǒng)中的應(yīng)用可以保護(hù)軌道、信號(hào)設(shè)備和車輛免受雷擊損壞。它們被安裝在鐵路線上、車站和信號(hào)塔等。在各種工業(yè)場(chǎng)所，如石油化工廠、鋼鐵廠、在化工廠中，安裝避雷針可以降低雷擊事故的風(fēng)險(xiǎn)并保護(hù)設(shè)備、工人和環(huán)境的安全。