避雷针的原理和安装（避雷针是如何避雷的？）

小时候，一到雷雨天气，就会把家中的电器电源全部关掉，避免雷电破坏家中的电器。躲雨的时候也不会选择在树下，不然很容易就会被雷电击中，导致伤亡事件的发生。现在在高层建筑物的顶部，都可以看见避雷针的身影，避雷针有效地阻止了雷电对建筑物的攻击。

避雷针

一根小小的避雷针居然可以跟雷电进行抗衡，那么避雷针的保护范围又有多大呢？

避雷针

避雷针，也可以叫做引雷针，是一种可以抗击雷电的装置。雷雨天气是最容易产生闪电的，没有避雷针的话，闪电的出现的地方，就会有伤亡的事件发生，不管躲到哪里，都会被闪电击中。人体属于导体，所以闪电可以自由出入人的身体，但是肉体是承受不了闪电的威力的，闪电进入体内后，人体会迅速燃烧，直到成为煤炭变成灰烬。

避雷针可以吸收雷电，把电流通过装置把雷电引到地下，减少电流对建筑物、树木造成的迫害，人类也可以在雷雨天气时，放心躲藏在安装了避雷针的建筑物中。因此，全国都在大范围地使用避雷针。

汉朝时期雷雨天气频繁，导致许多地方的建筑物都出现了火灾。火灾烧毁了房屋，古代认为这是天灾，是上天会人类的惩罚，派出雷公电母对人类进行制裁。这时候，出现了一名巫师，巫师说想要避开雷电的攻击，只需要在建筑物上修建一个物件，就可以免受雷电的惩罚。

避雷针原理

于是人们就在房屋的屋脊上安装类似龙头的东西，龙头用金属制成，张着舌头仰望着天空，舌头下方连接一根铁丝，铁丝延长到地里。古代通过这样简单的工艺避免了雷电造成的伤害。

现代避雷针是通过古代的雏形改装而来的。1752年，某个雷雨天气中，科学家富兰克林正在做关于避雷针的实验，他认为雷电中的闪电，其实是在放电。为了证实自己的猜想，富兰克林冒着被雷电击中的危险，用风筝绑住跟金属导线，把让风筝飞向云层中去，这样就可以让风筝更好地接触到闪电。他在金属导线的末端放置铜钥匙，用手紧握着钥匙，雷电顺着导线直达富兰克林的掌心，电流让他的整个手臂产生了麻木感，还没有电流不算大，没有生命危险。

富兰克林的实验

通过实验证实，只要把电流导入地下，就可以减少建筑物损害和人员的伤亡，后来，就有了避雷针的出现，在世界上也广泛流行起来。

避雷针如何避雷

通过上文，我们可以知道在古代就出现过避雷物件，在房屋两侧都可以看见它的身影，既美观也实用。现代屋顶、厂房、火箭发射基地、卫星天线等都会出现一根金属物品，那就是避雷针，从1769年开始，全世界已经陆续开始使用避雷针了。

科学家认为，避雷针在感应到雷雨云出现的时候，就会产生放电的行为，只需要把闪电中带有的电荷去掉，闪电就没有了危险性。还有人认为，避雷针就是吸引闪电电流的，把电流从天上引到地上。各有各的说法，只有找到正确的避雷方法，才可以有效的避免雷电的攻击。

实验显示，雷云雨产生的电流通过避雷针释放出来的电量极小，从避雷针身上只有到几个微安的电流，正常的雷电电击会产生25库仓的电量。也就是说需要几百上千根避雷针才可以把正常电击的电量释放出来，还需要花上半个小时的时间。避雷针面对暴雷情况释放的电流十分有限，需要通过自身吸引闪电，作为一盏指明灯，把电流指向大地，不让闪电去危害建筑物。

避雷针避雷示意图

避雷针的避雷装置分别由接闪器、引下线以及接地体三个装置组成。避雷针就是接闪器的一种形式，主要负责吸引，把闪电吸引到金属导体上面，再通过引下线的指引，把电流引到接地体上，通过这样的形式，把闪电控制住了。接地体是被埋藏在地下的，是很难看见它的存在，它把电流释放到大地中，大地会稀释掉这些电流。

避雷针效果示意图

避雷针对建筑物是最具有保护作用的，俗话说：高处不胜寒，建立在高处的楼层，是很容易被闪电触摸到，也是最容易遭受雷击的。根据调查报告显示，低楼层和平房建筑物是不容易遭受到雷击的，但也不能说明，没有雷击的危害，所以最好在所有的建筑物上都安装好避雷装置。

避雷针

避雷装置在安装的时候必须高于建筑物，安装的时候，也要保证连接部分牢靠，必须采用电焊或者气焊的方式进行安装，这样才能更好的保护好建筑物。如果在安装上出现了纰漏，很容易让电流逃窜到其他地方，造成严重的伤害。

避雷针的保护范围有多大？

通过“滚球法”和“折现法”，我们可以得出避雷针的保护范围。折现法，设计简单明了，不需要花费过多的物资，就可以使用，但是建筑物过高的话，就不适合使用折现法。滚球法，可以通过网络的计算方法测试出保护范围，计算起来十分的复杂，还需要投入大量的成本。

滚球法的设计原理

将折现法和滚球法对比，我们发现滚球法是较为成熟的测量方法。准备一个球体，球体会围绕着建筑物旋转，在球体滚动的范围内，没有被球体接触的地方就是安全区域，也就是雷电到达不了的地方。避雷针也有局限性，保护范围有限，所以我们可以在建筑物上看见多根避雷针。

避雷针安装的位置越高，数量越多，对建筑物的保护也越大。现在的避雷针通过改良以后，变成了一种更加安全和实用性强的装置。这种装置叫做“暗装笼式避雷网”，就是把建筑物中的金属连接到一起，形成一个巨大金属网，这种避雷网起到了很好的屏蔽作用，使用起来十分的便捷，还具有美化外观的作用，同样可以作为引下线，把电流引进土地中，安全性十足。

总结

避雷针让我们避免了被雷击的遭遇，所以说，避雷针后期的维护也是十分重要，定期地检查避雷装置，发现装置漏电问题时，能够及时解决，才能让避雷针更好的保护建筑物，维护我们的生活。