更新时间：2023-06-08 00:53
避雷针（lightning rod），在中国国家标准GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》中，已经用接闪器的名字取而代之。避雷针是保护建筑物等避免雷击的装置。在高大建筑物顶端安装一个金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，这样就能把云层中与地面相反的电荷引入地面，使得云层与建筑物间的电场强度减弱，达到避雷效果。
避雷针通过将雷电引导到地下或周围的接地系统中，将雷电的能量安全地分散，从而保护建筑物和其内部设备不受雷击的损害。它起到了保护建筑物和人员安全的重要作用。
避雷针的发明可以追溯到18世纪的美国科学家本杰明·富兰克林。他进行了风筝实验，证明了雷电与电是相同的，并发明了避雷针。避雷针的设计和安装需要遵循特定的规范和标准，以确保其有效性和可靠性。
今天，避雷针已经成为建筑物防雷系统中必不可少的组成部分，尤其是在那些容易受到雷击的地区。它们在保护住宅、商业建筑、工厂、电力设施和其他重要基础设施中得到广泛应用。
顾名思义，避雷针有躲避雷电之意，是一种保护建筑物及屋外电气设备免受雷击的装置。
中国人在建筑物防雷方面的探索起步较早。据说在汉代一些高大的建筑物中就已经出现了被称为雷公柱的结构，据说它们能够避雷。然而，一些学者对此持有不同观点。他们认为，如果雷公柱是由金属构成的，那么避雷是有可能的；但如果是由木材构成的，这就值得商了。这是因为雷电的电流可以达到数万安培，其产生的热效应超过6000至10000摄氏度，足以将任何木材和砖石烧毁。因此，他们认为雷公柱不可能避雷。在湖南岳阳有一座名为慈氏塔的建筑。据信该塔建于约1100年，塔顶设有6条铁链，这些铁链沿着六个角落垂直延伸至地面一定高度，其目的是防止雷击。这可以说是避雷针的雏形。中国是应用避雷针较早的国家，法国旅行家Cabrio-don DE magran在1688年所著的《中国新事》一书中就记有中国屋脊两头龙头低碳钢丝直通地下的应用。
而现代避雷针的发明应该归功于美国科学家本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin），他在1752年，进行了风筝实验，证明了雷电与电是相同的。他用一根线连接了一个风筝和一根钥匙，并将风筝在雷雨天气中放飞。当风筝遭遇雷电时，富兰克林触摸到了钥匙上的电荷，从而证明了雷电的本质。这一实验为后来避雷针的发明奠定了基础。1762年,英国科学家咸廉·沃森决定将其好友、美国科学家本杰明·富兰克林发明的避雷器用于航海。
1775年，法国科学家夏尔·卡库托（Charles-Augustin de Coulomb）发现了静电作用力，简称避雷针库仑力理论，是两个带电物体之间的一种很强的非共价键相互作用，在某些体系中甚至强于共价键。1775年，古斯塔夫·西奥多·费希纳神父（Rev. John Wesley Cleveland）是英国第一个正式安装避雷针的人。他在英国诺福克郡的一个教堂上安装了避雷针，以保护教堂免受雷击。到1782年,富兰克林居住的费城已有约400根避雷针在使用。
从19世纪后半期到20世纪初,出现了许多有关避雷针的名称,如“防雷铁”“防雷针”“防雷尖叉”“防电杆”“挡雷针”“引电杆”“引电竿”“避电针”“避雷铁”“避雷针”“避雷柱”,等等。19世纪中期,德国科学家通过避雷针的应用,加强对雷击的防范,其中,避雷针的工作原理是降低绝缘的感应过电压,从而可以达到有效防雷的目标。直到19世纪后期,英国的许多教堂还是不愿意安装避雷针,他们认为雷电是上帝在惩罚有罪的人,教堂不会遭受雷击。美国于19世纪40年代开展雷电流监测工作,纽约帝国大厦楼顶安装有雷电流测量装置,测量击于楼顶避雷针的雷电流波形。
20世纪30年代到50年代，不同国家的学者模拟了大量的避雷针防雷实验。20世纪90年代,为了预防直击雷,设计了一种先进的产品——AR避雷针,因此,在一些条件比较好的台站,可以使用AR限流避雷针,其能够有效降低雷击产生的二次效应。
今天，避雷针已经成为建筑物和其他重要设施防雷系统中的关键组成部分。通过不断的研究和技术创新，避雷针的性能和可靠性得到了显著提高，以更好地保护人们和财产免受雷击的危险。
避雷针主要依托尖端放电原理促使避雷针可以大量收集雷云发出的电荷，并通过利用多元化接地设置方式，将所接收的电荷传入到地层结构中。保护原理是当雷云放电接近地面时，地面电场发生畸变，避雷针顶部形成局部电场强度畸变，诱导雷电向避雷针放电的方向放电。避雷针的保护原理雷电分类方法有多种，一般普遍认可的分为直击雷、球形雷、云闪3类。
避雷针通常具有尖锐的尖顶，这有利于电场的集中。避雷针效应也称尖端效应（lightning-rod effect），是指一些纳米粒子某些部位的曲率半径极小，此处的电荷密度高，可形成更强的局域电磁场，从而提升了该位置附近目标分子的拉曼信号。通常指的是粗糙金属表面存在一些曲率非常大的类似于针尖一样的区域，具有尖端效应的这些区域，电荷会在此富集，因此产生较强的局部电场。在金属尖端，电磁场被高度局域化并得到增强，这是避雷针效应的基本物理增强原理。
新防雷方式无源电晕场驱雷器概述无源电晕场无源驱雷器是利用金属多短针形成的“似尖端效应”，使电晕场驱雷器周围的环境电场远高于被保护目标物，但低于传统避雷针，从而使被保护物体处于相对安全的状态。
即对被保护物的有效保护范围，不仅与雷电极性、雷电通道电荷分布、空间电荷分布有关，还与避雷针（线）数量及其高度、被保护物位置与形状，以及当时的大气条件和地理条件等因素有关。其接闪效应(即对被保护物形成的有效保护范围),不仅与雷电极性、雷电通道电荷分布、空间电荷分布、先导头部电位等有关,还与避雷针高度、被保护物形状与位置、地形地貌和地质结构等多种因素有关。
避雷针通常安装在建筑物的高处，如屋顶、塔尖或烟囱等。这些位置使避雷针能够更容易地吸引雷电，并确保其在建筑物周围形成一个更有利的电场。在塔顶安装避雷针，可以发挥避雷针对雷击方向的调整作用，避雷针将雷击电流吸引过来，再对其进行疏导，可以减少或者避免电流对线路的危害。
当雷电靠近建筑物时，避雷针的尖锐尖顶吸引雷电，并成为最容易被雷电击中的目标。雷电会通过空气中的电离形成导电通道，并沿着避雷针流动。避雷针和避雷线的作用是从被保护物体上方引导雷电通过，并安全泄入大地，防止雷电直击，减小在其保护范围内的电器设备和建筑物遭受雷击的概率。
避雷针由导电材料制成，能够有效传导电流。当雷电击中避雷针时，导电材料会将电流从避雷针顶部引导到建筑物的接地系统或地下。这样，雷电的能量会被分散并安全地引导到地下，减少对建筑物和其内部设备的影响。
避雷针的引导路径通常与建筑物的接地系统相连接。接地系统通过良好的接地，能够将雷电的能量有效地释放到大地中，进一步确保建筑物和周围环境的安全。在具体的工程建设中，技术人员应对建筑物的防雷、接地系统进行设计、计划，并运用电子信息技术和计算机软件进行实时仿真，以确定最佳的避雷针位置。建立接地系统应注意以下三个问题:(1)避雷针应尽可能选择提前放电主动式的防雷装置,并且应该从30°、45°、60°等不同角度考虑,以做到对各种雷击的防护,增大保护范围,增加导通量。
避雷针通常由金属端部与金属构架组成，避雷针的顶部通常是尖锐的尖顶，有助于电场的集中和雷电的吸引。尖顶可以是金属制成，如铜、铝等，也可以采用其他导电材料。避雷针由一个支柱或支架支撑在建筑物的高处，如屋顶或塔尖上。支柱或支架的材料可以是金属或其他耐候性材料，以确保避雷针的稳定性和可靠性。
按照规范要求完善防雷接闪装置接闪就是让在一定程度范围内出现的闪电按照防雷系统的规定通道，一般是避雷针（塔）或避雷线，将雷电能量泄放到大地中去，城镇燃气各门站、调压站及阀室安装的避雷针（塔）或避雷线，必须严格按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057—2010）的要求进行设计安装，避雷针（塔）或避雷线的支柱及其接地装置与被保护建筑物、设备设施、管道、电缆等金属物之间必须保证有足够的间隔距离，最小安全净距不得小于3m，避雷针（塔）或避雷线应设立独立的接地装置，接地电阻应小于10Ω。
避雷针通过导线或导体将雷电的能量引导到地下或接地系统。导线可以与避雷针直接相连，或通过附加的导线与避雷针连接。避雷针的引导路径与建筑物的接地系统相连接。接地系统通常由一组导体和接地电极组成，用于将雷电的能量安全地引导到地下，进一步保护建筑物和其内部设备。
为了确保避雷针的安装和运行效果，还需要一些附件和配件，如接地线、连接件、绝缘件等。这些附件和配件有助于确保避雷针的稳定性、安全性和可靠性。
主动式避雷针通过避雷针尖放电,促进空气离子化,进而形成主放电通道的主动放电装置。根据现代技术的发展,避雷针选用可控放电主动式的防雷装置。主动式放电避雷针在相同的安装高度下,比普通避雷针的保护半径大数倍。主动式避雷针与常规避雷针相比,其增设了激发器(触发装置)。当主动式避雷针附近的临地面电场强度较低时(如雷云离避雷针针及被保护对象距离较远等情况),雷云不会对地面物体发生放电,此时主动式避雷针针头的贮能装置处于贮藏雷云电场能量状态。
根据现代通信技术发展的要求,避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置,且应从30°、45°、60°等不同角度考虑,以做到对各种雷击的防护,增大保护范围和导通量。目前国内已经有无放射源、无易损件主动式避雷针,如已广泛应用的ERICO公司生产的S3000避雷针,就是一种属于世界领先的"主动式"避雷针。主动式避雷针这种产品能够随大气电场变化而吸收能量，当储存的能量达到某一程度时便会在避雷针尖放电，尖端周围空气离子化，使避雷针上方形成一条人工的向上的雷电先导，它比自然的向上的雷电通道能更早地与雷云的向下雷电先导接触，形成主放电通道。
被动式避雷针主要指常用的避雷带、避雷网或本杰明·富兰克林避雷针等。它们在防雷过程中是被动的，根据雷电的冲击来引导和分散雷电能量。被动式避雷针具有安全、方便、简单和价格便宜等优点，因此被广泛应用。然而，被动式避雷针也存在一些缺陷。其中，被动式避雷针的可靠性较低，不能主动地防止雷击，而是依赖于雷电的冲击来引导雷电能量。此外，被动式避雷针的保护范围相对较小，只能在其直接影响范围内提供保护。另外，被动式避雷针容易受到磁场感应的影响，可能会降低其防雷效果。传统的富兰克林避雷针属于被动式放电方式，它存在一些局限性。在引流过程中，富兰克林避雷针的反应灵敏性较差，无法主动地吸引雷电，还存在保护范围有限（可能出现绕击雷）和对弱点设备保护效果较差等问题。在被动式避雷针中，避雷带、导线、网和富兰克林避雷针被广泛应用。然而，被动式避雷针的安全性能较低，防护范围较小，效果较差等是其主要缺点。传统的雷电防护方案是通过建筑工程设计安装被动式避雷针来进行防护，这些方案遵循相关的标准，如GB50057-2010、IEC 61312-1等。然而，被动式防护方案无法解决一些特殊环境和设备的防雷需求。
除此主动和被动式避雷针以外，还有本杰明·富兰克林避雷针、放射性避雷针、脉冲式避雷针、动态球式避雷针、顶部展开的避雷针等。
避雷针在各种建筑物中得到广泛应用，包括住宅、商业建筑、工厂、医院、学校、酒店等。它们用于保护建筑物及其内部设备免受雷击的危害。
避雷针在电力系统中起着重要作用。它们安装在发电厂、变电站、输电线路等电力设施上，用于保护设施和设备免受雷击，并确保电力供应的稳定性和可靠性。
避雷针被广泛应用于通信设施，如无线电塔、移动通信基站、卫星地面站等。这些设施通常位于开放区域，容易受到雷电的影响，因此避雷针的安装能够保护通信设备和信号的稳定性。
由于飞机起降时处于暴露状态，飞机场和航空设施需要有效的避雷系统。避雷针的安装可确保飞机和地面设施免受雷击的影响，并维护空中交通的安全性。
避雷针在铁路和地铁系统中的应用可保护轨道、信号设备和车辆免受雷击的损害。它们安装在铁路线路、车站和信号塔等位置。在各种工业场所，如石化工厂、钢铁厂、化学工厂等，避雷针的安装可以降低雷击事故的风险，保护设备、工人和环境的安全。
2023年，由日内瓦大学、巴黎综合理工学院等几个组织（机构）联合开发了一种新的替代方案：激光避雷针（LLR）。研究人员在瑞士的森蒂斯山顶对LLR进行了测试，即使在恶劣的天气下，LLR也可以将闪电偏转几十米。这项研究的结果发表在《自然光子学》杂志上。
2023年强力激光首次制造“虚拟避雷针”英国《自然·光子学》杂志于日前发表的一篇论文表明，朝向天空的强力激光能制造出一种“虚拟避雷针”，可转移电击路径。