避雷針:用來保護建築物等避免雷擊的裝置-中文百科頻道

簡介

避雷針，是用來保護建築物等避免雷擊的裝置。在高大建築物頂端安裝一個金屬棒，用金屬線與埋在地下的一塊金屬闆連接起來，利用金屬棒的尖端放電，使雲層所帶的電和地上的電逐漸中和。

原理

一種保護建築物和電力設備免遭直接雷擊的裝置。其作用是将雷電流引向自身，并使之安全洩入大地，從而使被保護物受到遮蔽。避雷針由接閃器、接地引下線和接地體3部分組成。接閃器通常采用直徑為15～20mm、長度為1～2m的圓鋼或鋼管，固定于支柱上端經接地引下線與接地體連接。當雷雲對地放電通道發展到臨近地面時，由于避雷針尖端突出地面并有良好接地，在針尖附近的電場強度提高，聚積相反極性的電荷，引導放電向避雷針方向發展，最終擊中避雷針，把雷擊能量有效地引入大地。

避雷針具有一定的保護作用。保護範圍的計算方法是由運行經驗和實驗室模型試驗結果确定的。工程設計中常用的方法是認為保護半徑是避雷針高度的函數。

60年代以來，又提出了計算避雷針保護範圍的擊距法，認為保護範圍還受雷電流大小的影響。但迄今為止，還沒有一種為各國科學家和工程師公認的、計算保護範圍的完善方法。

曆史

唐代《炙毂子》一書在記載了這樣一件事：漢朝時柏梁殿遭到火災，一位巫師建議，将一塊魚尾形狀的銅瓦放在層頂上，就可以主防止雷電所引起的天火。屋頂上所設置的魚尾開頭的瓦飾，實際上兼作避雷之用，可認為是現代避雷針的雛形。而早在以前，中國已經有了避雷針，一般以龍頭為裝飾，龍嘴裡有避雷針頭。

法國旅行家卡勃裡歐别·戴馬甘蘭1688年所著的《中國新事》一書中記有：中國屋脊兩頭，都有一個仰起的龍頭，龍口吐出曲折的金屬舌頭，伸向天空，舌根連結一根細的鐵絲，直通地下。這種奇妙的裝置，在發生雷電的時刻就大顯神通，若雷電擊中了屋宇，電流就會從龍舌沿線睛行至地底，避免雷電擊毀建築物。這說明，中國古代建築上的如雷裝置，在大批量和結構上已和現代避雷針基本相似。

制作安裝

1.所有金屬部件必須鍍鋅，操作時注意保護鍍鋅層。

2.采用鍍鋅鋼管管制作針尖，管壁厚度不得小于3mm,針尖刷錫長度不得小于70mm

3.避雷針應垂直安裝牢固。垂直度允許偏差為3/1000。

4.焊接要求焊接應采用搭接焊，其搭接長度必須符合下列規定：

5.扁鋼為其寬度的2倍(且至少3個棱邊焊接)。

6.圓鋼為其直徑的6倍。

7.圓鋼與扁鋼連接時，其長度為圓鋼直徑的6倍。

質量問題

焊接處不飽滿，焊藥處理不幹淨，漏刷防鏽漆。應及時予以補焊，将藥皮敲掉，刷上防鏽漆。

針體彎曲，安裝的垂直度超出允許偏差。應将針體重新調直，符合要求後再安裝獨立避雷針及其接地裝置與道路或建築物的出入口保護距離不符合規定。其距離應大于3m，當小于3m時，應采取均壓措施或鋪設卵石或瀝青地.

注意：避雷針如果沒接地将是個迎雷針，所以必須謹慎。

補充：避雷針的作用沒有一般人想像的那麼好，建築物是否遭雷擊有很多因素，有無避雷針隻是其中一種。

很多古代的建築物建築在山頂上，沒有遭受雷擊，反而是附近的山谷中容易雷擊，這就是因為土壤電阻率不同。山上砂石多，土壤電阻率大；山谷中多有河流，土壤中水分大，土壤電阻率小。

工作原理

在雷雨天氣，高樓上空出現帶電雲層時，避雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，所以靜電感應時，導體尖端總是聚集了最多的電荷。這樣，避雷針就聚集了大部分電荷。避雷針又與這些帶電雲層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極闆正對面積很小，電容也就很小，也就是說它所能容納的電荷很少。而它又聚集了大部分電荷，所以，當雲層上電荷較多時，避雷針與雲層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導體。這樣，帶電雲層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就可以把雲層上的電荷導入大地，使其不對高層建築構成危險，保證了它的安全。

主要作用

常規防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網。以避雷針作為接閃器的防雷電原理是：避雷針通過導線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電雲電場發生畸變，開始電離并下行先導放電；避雷針在強電場作用下産生尖端放電，形成向上先導放電；兩者會合形成雷電通路，随之瀉入大地，達到避雷效果。實際上，避雷針是引雷針，可将周圍的雷電引來并提前放電，将雷電電流通過自身的接地導體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。

防直擊雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器就是通常所說的"避雷針"，它通過引下線和接地裝置與大地相連。由于"尖端放電"效應，大地被感應出的電荷最易聚集在針尖處，使得雷雲與避雷針附近空間的電場強度相對較大，空氣也最容易被擊穿，雷電流通過避雷針提供的放電通道洩放入地。這樣，雷擊雖然還是發生了，但總是擊向避雷針，而不是擊向要保護的物體，所以避雷針實際是引雷針。它将雷電吸引至自身，使雷電流通過引下線至接地裝置而洩放大地，從而使保護對象免遭雷擊。

避雷針的保護範圍可用滾球法來确定。在一定範圍内，随着避雷針的增高，其保護範圍也随之擴大，達到一定高度以後，其保護範圍就不再擴大了。避雷針的最大高度是這樣确定的：對于第一類、第二類和第三類防雷建築物，避雷針的最大有效高度分别為30米、45米和60米，所以盲目增加避雷針高度，既浪費又無實際效果。

很多人認為，在建築物上安裝了避雷針後就萬事大吉了，其實不然。電磁屏蔽室廠家分析後才知道是因為以下原因：

避雷針通過引下線和接地裝置與大地相連，可以把雷電流瀉放到大地，保護建築物。但是，如果避雷針自身存在問題，它不僅難保建築物，反而會成為“引雷燒身”的禍端，因此避雷針的定期檢測就顯得尤其重要。

合格的避雷針隻能使建築物免遭直擊雷的危害，但對建築物内的電子設備仍無能為力，這是為什麼呢?強大的閃電會産生靜電場的變化、磁場的變化和電磁輻射。特别是雷電進入建築物上的避雷系統向大地洩放過程中，也産生了瞬變的電磁場。這些都可能使金屬部件之間産生電火花，不同程度的損壞電子設備，甚至引起火災。

裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎一金屬棒，棒下端連一條足夠粗的銅線，銅線下端連一塊金屬闆埋入地下深處潮濕處。金屬棒的上端須是一個尖頭或分叉為幾個尖頭。有了這樣的裝置，當空中有帶電的雲時。避雷針的尖端因靜電感應就集中了異種電荷，發生尖端放電，與雲内的電相中和，避免發生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方面。但這種作用頗慢，如果雲中積電很快，或一塊帶有大量電荷的雲突然飛來，有時來不及按上述方式中和，于是有強烈的放電，加雷電仍會發生。但這時由于避雷針高過周圍物體，它的尖端又集中了與雲中電異号的電荷，如果雷電是在雲和地面物之間發生，放電電流主要通過避雷針流入大地，因此，不會打在房屋或附近人的身上，隻會打在避雷針上了。由此可見，避雷針的尖端放電作用會減少地面物與雲之間打雷的可能性；到了不可避免時，它自己就負擔了雷的打擊，房屋與人得到了安全。

由于避雷針的構造和作用，我們要特别注意保持避雷針的良好導電性。一旦有一處聯接不好，或斷了，斷口以上的一段就成為一個隔離的導電系統。當雲中有電荷時，這隔出的部分上部感應出與雲中電異号的電荷，而下部感應出與雲中電同号的電荷，如果上部和雲中電起放電作用時，強大的放電電流隻能通過建築物放出大量熱量，于是引起雷擊。這樣不但不能避雷，反而還招來雷禍。為防意外，高大建築物最好豎起幾條避雷針。另外，每一又避雷針隻能保護一定的建築面積。對于較大的建築物也需要豎起幾條避雷針。

主要區别

避雷線是鐵質的，避雷針是銅質（也可以是銀質的），避雷針頂端向天，避雷線連接避雷網埋地，避雷線連接避雷針，雷雨季節，雷電從天空從避雷針進入避雷線直至埋地的避雷網，是消除雷擊保護建築物或儀器的設施。大都用于建築，變壓器電線竿，機房，發射架等。避雷線分圓截面和扁截面兩大類型。接複層金屬包基體金屬的不同分為：鉛包鋼、鉛包銅、銅包鋼、鉛包鋼避雷線。避雷針用于高層建築、煙囪或油罐上。下引可用避雷線連接。避雷針由針體及安裝類别結構件組成。針類采用不鏽鋼；針體須用銅包鋼圓棒或鋼管為基材。

避雷帶是指沿屋脊、山牆、通風管道以及平屋頂的邊沿等最可能受雷擊的地方敷設的導線。當屋頂面積很大時，采用避雷網。它是為了保護建築的表層不被擊壞，避雷網和避雷帶宜采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，應優先選用圓鋼，其直徑不應小于8mm，扁鋼寬度不應小于12mm，厚度不應小于4mm。避雷線适用于長距離高壓供電線路的防雷保護。架空避雷線和避雷網宜采用截面積大于35mm²的鍍鋅鋼絞線。

網絡用語

在網上經常見到避雷針這一詞語，指的是為即将或已經看到雷人的事物而做好心理準備。

例如：此帖很雷，請帶好避雷針再進。雷死我了，樓主也不事先提醒我們帶避雷針。

設計思路

一種保護建築物和電力設備免遭直接雷擊的裝置。其作用是利用尖端放電，減少建築物或儀器内蓄積的電荷，緩和雲層與物體間的電勢差，防止雷擊的發生。避雷針由接閃器、接地引下線和接地體3部分組成。接閃器通常采用直徑為15～20mm、長度為1～2m的圓鋼或鋼管，固定于支柱上端經接地引下線與接地體連接。

當雷雲對地放電通道發展到臨近地面時，由于避雷針尖端突出地面并有良好接地，在針尖附近的電場強度提高，聚積相反極性的電荷，引導放電。進而防止建築物或儀器蓄積過多電荷而遭受雷擊。一般來講，雷電并不會直接擊中避雷針，而避雷針本身如果被閃電擊中也有着融化及爆炸的危險。避雷針具有一定的保護作用。保護範圍的計算方法是由運行經驗和實驗室模型試驗結果确定的。工程設計中常用的方法是認為保護半徑是避雷針高度的函數。

最早記載

據《後漢書》記載，一次當時的重要宮殿未央宮和柏梁台遭雷電襲擊發生火災不久，就有一位名叫勇之的方士向漢武帝建議，在宮殿的屋脊上安裝“鸱魚”來防止災難。此後兩千年來，我國古建築的屋脊上大多安裝這一類金屬瓦飾，有的是龍，有的是飛魚和雄雞，它們雖然形狀各異，卻都有尖狀物指向天空，盡管沒有引導線與地面連接，但大雨淋濕的屋檐和牆壁自然起到了連接地面的作用。由于這類瓦飾高于建築物之上，即使是猛烈地落地雷，也通常隻是擊毀瓦飾而保留建築物主體。