避雷针的原理、作用是什么？

避雷针原理

在雷雨天气，我们有时会—看到一些些参天大树被雷电击倒，而周围的一些高塔、高楼等高层建筑却安然无恙．这是什么原因呢?

这些参天大树由于受到带大量电荷的云层的感应，也带上大量电荷，积累的电荷过多时，树就被击倒．

在同样倩况下，高层建筑安然无恙恐怕要归功于避雷针了．在许多高塔上都有于个金属做的、状如绣花针、针头向上直立的东西，这就是避雷针．

那么，这状如绣花针、貌不惊人的东西为什么会有这么大的作用，能“避雷”呢?

其实，避雷针应叫“引雷针”才合适．

在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全．

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。

　　原理：尖端放电原理。
　　作用：避免高达楼层遭受到雷击。
　　
　　详细原理：
　　在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷（尖端放电）．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全．

现在高层建筑大多采用“等电位”避雷，即使有突起的避雷“针”，也大多处于隐藏状态，或以装饰物的形态出现。

雷击的破坏包括两种方式：

• 第一种破坏方式是：在云层电荷的影响下，地面电荷向高处集中，当双方电荷积累达到一定程度时，引起空气导电，双方电荷急剧涌向中间位置 中和（闪电），这时产生的大电流所造成的破坏称一次雷击；

  等电位避雷的原理就是在建筑各处布上金属（可利用建筑钢筋），利用金属的导电性使高处的电位分布强度和地面相同，从雷击和电荷的角度看，高层建筑和地面之间是“平的”，这就大大减少了雷击的发生概率。

  同时即使发生雷击，电流也能迅速通过金属网络通过，不会对建筑造成损害。

  

  

• 第二种破坏方式是：雷击发生后，云中的电荷被中和掉了，但地面建筑中仍有大量电荷（大地的电荷总比云层要多）。由于云中的电荷被中和掉了，地面建筑的大量电荷就失去了集中的条件。这些电荷会迅速向大地扩散，形成大电流。这时产生的大电流所造成的破坏称二次雷击。很多时候，二次雷击造成的破坏比一次雷击还大。

  等电位金属网络的存在，是的二次雷击的电流也能迅速通过，不会对建筑造成损害。

原理：利用尖端放电现象，让地球大气层中雷云中的电荷及时地释放，通过避雷针进入地球地面，将电荷减低及中和，避免其过分的积累而引发巨大的雷电击中事故，并保护被雷电击中的建筑物或设备；

作用：避雷针可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。

避雷针是以前的叫法，在中华人民共和国国家标准GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中，已经放弃了这一称呼，而代之以‘接闪杆’。接闪杆与接闪带、接闪线、接闪网、用以接闪的金属屋面、金属构件等，统称为接闪器;接闪器和引下线、接地装置共同组成了建筑物或构筑物的外部防雷装置，用以避免或减少闪电击中建筑物(构筑物)上或其附近造成的物理损害和人身伤亡。

之所以将避雷针改名为接闪杆，是因为以前的名称不科学，没有反映出接闪杆的原理。避雷针刚刚出现在中国时，人们以为它可以避免房屋遭受雷击，所以称其为避雷针。但事实上，避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击，而是引雷上身，然后通过其引下线和接地装置，将雷电流引入地下，从而起到保护建筑物的作用。正因为这个原因，也有人建议将避雷针改名为引雷针，但总的来说，还是接闪杆这个名称最为贴切。

地球是一个巨大的带电体和电容，少量的电荷传入大地后不会明显改变地球的电位，因此大地一般电位为0，在雷雨天气中，大气因气流间剧烈摩擦而带电，当不同电荷的云层，或带电云层间距离小的时候，巨大的电压击穿大气而产生放电，同时伴随释放巨大的能量，造成破坏。

避雷针因与大地连接，其电位为0 同时其尖端位置较高，电阻小，当带电云层靠近地面时，大量的电荷将会通过避雷针进入大地，释放电荷，这样就避免雷电的破坏作用。

避雷针就是一根较粗的金属线，最好是铜线，可是我经常看到的都是铁线，一般有小拇指粗细。避雷针在建筑物的顶层沿边缘盘绕，然后由一根粗金属线连到地下（一般在建筑物的侧面不起眼的地方），深埋在地基下，以保持很好的接地。