避雷針，避雷還是引雷？

陶詩秀

地球每秒鐘大約會經歷600次閃電，其中大約有100次會襲擊地表。據研究，最常見的線狀閃電擁有幾萬到二十萬安培的電流強度，當它接觸到建筑物時，常常造成“雷擊”而引起火災。雷電現象如此頻繁，怎樣才能有效地“避雷”呢？可能大家的腦海中馬上會想到一個名詞——避雷針。

避雷裝置的發明

現代避雷針是美國科學家富蘭克林發明的。他認為閃電是一種放電現象，為了證明這一點，1752年的一個雷雨天，富蘭克林冒著被雷擊的危險，將一個系著長長金屬導線的風箏放飛進雷雨云中，在金屬末端拴了一串銀鑰匙。當雷電發生時，富蘭克林用手接近鑰匙，鑰匙上迸出一串電火花，他的手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比較弱，富蘭克林才沒有受傷。（注意：這個實驗是很危險的，千萬不要擅自模仿嘗試。）

富蘭克林由此設想，若能在較高的物體上安置一種尖端裝置，就有可能把雷電引入地下。他把一根數米長的細鐵棒固定在高大建筑物的頂端，將鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開，然后用一根導線與鐵棒底端連接，再將導線引入地下。經過試驗，這種被富蘭克林稱為避雷針的裝置果然能起到避雷的作用。

避雷實際上是引雷

最開始，避雷針都被設計制作為針狀。由于避雷針的針頭是尖的，靜電感應時，導體尖端總會聚集最多的電荷，因此，雷電現象發生時，避雷針就會聚集大部分的電荷。

與此同時，避雷針又與帶電云層形成了一個“裝電的容器”，也就是電容器。由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積（簡言之就是兩極板相互遮住的部分）很小，電容也就很小，也就是說它所能容納的電荷很少。而避雷針又聚集了大部分電荷，所以，當云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導體。這樣，帶電云層與避雷針形成通路。而避雷針又是接地的，它可以把云層上的電荷導入大地，使其不對高層建筑造成危險，從而保證了建筑物的安全。

由此可以看出，避雷針的防雷作用是它把閃電從保護物上方引向自己，并安全地通過自己泄入大地。因此，我們也可以說避雷針實際上是在“引雷”。

安裝了避雷針就萬無一失嗎？

事實上，沒有什么避雷設備是萬無一失的，在避雷設施的保護范圍內并不是沒有雷擊，只是雷擊能量較小。從經濟觀點出發，要達到萬無一失也將十分浪費，因此《建筑物防雷設計規范》及其他設計規范和標準均以“減少”雷擊為要求。

首先，避雷針是通過引下線將雷電流泄放到大地，如果安裝了避雷針后沒有定期檢測，出現引下線破損，接地裝置不能正常工作的情況，反而會成為“引雷燒身”的禍端，因此防雷裝置要進行定期檢測。

其次，避雷針只能降低建筑物遭直擊雷危害的風險，但它保護不了建筑物內的電子、電器設備。這是為什么呢？強大的閃電會導致靜電場、磁場發生變化，并產生電磁輻射。特別是雷電進入建筑物上的避雷針系統后向地下泄放雷電流的瞬間，也可產生迅速變化的電磁場，其迅變時間極短、電壓很高，甚至可能產生電火花。而電子、電器設備特別是微電子設備的耐壓很低，雷電不僅會干擾無線電通信和各種設備的正常工作，而且可能在一定范圍內造成許多電子、電器設備的損壞，甚至引起火災。

所以，建筑物必須采用全方位防雷技術，綜合防雷。我們不僅要做好室外避雷針、引下線和接地裝置的定期檢測與維護工作，還要做好室內避雷器的安裝工作。電源避雷器、信號避雷器、電話避雷器、網絡避雷器等諸多避雷設備，可以為我們室內的電源、家電、網絡、電話等用電設備做二次保護。當然，在雷電交加時，關閉電子、電器設備也不失為一個好方法。

避雷針設置原則

1.獨立避雷針與被保護物之間應有不小于5米的距離，以免雷擊避雷針時出現反擊。獨立避雷針宜設獨立的接地裝置，與接地網之間的地中距離不小于3米。

2. 35千伏及以下高壓配電裝置構架及房頂上不宜裝設避雷針。裝在構架上的避雷針應與接地網相連，并裝設集中接地裝置。

3.變壓器的門型構架上不應安裝避雷針。

4.避雷針和接地裝置與道路及其出口的距離應大于3米，否則應鋪碎石或5～8厘米厚的瀝青，以保障人身不受跨步電壓的危害。

5.嚴禁將架空照明線、電話線、廣播線、天線等裝在避雷針或構架上。

6.如在獨立避雷針或構架上裝設照明燈，其電源線必須使用鉛皮電纜或穿入鋼管，且直接埋入地中長度10米以上。