避雷針
避雷針，是用來保護建筑物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一個金屬棒，用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來，利用金屬棒的尖端放電，使云層所帶的電和地上的電逐漸中和。
編輯本段相關(guān)簡介
唐代《
炙轂子》一書在記載了這樣一件事：
漢朝時柏梁殿遭到火災(zāi)，一位巫師建議，將一塊魚尾形狀的銅瓦放在層頂上，就可以防止
雷電所引起的天火。屋頂上所設(shè)置的魚尾開頭的瓦飾，實際上兼作避雷之用，可認(rèn)為是現(xiàn)代避雷針的雛形。而早在以前，中國已經(jīng)有了避雷針，一般以龍頭為裝飾，龍嘴里有避雷針頭。
法國旅行家卡勃里歐別·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(jié)一根細(xì)的
鐵絲，直通地下。這種奇妙的裝置，在發(fā)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，避免雷電擊毀建筑物。這說明，中國古代
建筑上的避雷裝置，在大批量和結(jié)構(gòu)上已和現(xiàn)代避雷針基本相似。
編輯本段現(xiàn)代避雷針
現(xiàn)代避雷針是
美國科學(xué)家
富蘭克林發(fā)明的。富蘭克林認(rèn)為
閃電是一種放電現(xiàn)象。為了證明這一點，他在1752年7月的一個雷雨天，冒著被雷擊的危險，將一個系著長長金屬導(dǎo)線的風(fēng)箏放飛進雷雨云中，在金屬線末端拴了一串銀鑰匙。當(dāng)雷電發(fā)生時，富蘭克林手接近鑰匙，鑰匙上迸出一串電
火花。手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比較弱，富蘭克林沒有受傷。
“注意”：這個試驗是很危險的，千萬不要擅自嘗試。1753年，俄國著名電學(xué)家利赫曼為了驗證富蘭克林的實驗，不幸被雷電擊死，這是做雷電實驗的第一個犧牲者。
在成功地進行了捕捉雷電的風(fēng)箏實驗之后，富蘭克林在研究閃電與人工摩擦產(chǎn)生的電的一致性時，他就從兩者的類比中作出過這樣的推測：既然人工產(chǎn)生的電能被尖端吸收，那么閃電也能被尖端吸收。他由此設(shè)計了風(fēng)箏實驗，而風(fēng)箏實驗的成功反過來又證實了他的推測。他由此設(shè)想，若能在高物上安置一種尖端裝置，就有可能把雷電引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置：把一根數(shù)米長的細(xì)鐵棒固定在高大建筑物的頂端，在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開。然后用一根導(dǎo)線與鐵棒底端連接。再將導(dǎo)線引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置稱為避雷針。經(jīng)過試用，果然能起避雷的作用。避雷針的發(fā)明是早期電學(xué)研究中的第一個有重大應(yīng)用價值的技術(shù)成果。
富蘭克林捕捉雷電的試驗
而避雷針在最初發(fā)明與推廣應(yīng)用時，教會曾把它視為不祥之物，說是裝上了富蘭克林的這種東西，不但不能避雷，反而會引起上帝的震怒而遭到雷擊，但是，在費城等地，拒絕安置避雷針的一些高大教堂在大雷雨中相繼遭受雷擊。而比教堂更高的建筑物由于已裝上避雷針，在大雷雨中卻安然無恙。
由于避雷針已在費城等地初顯神威，它立即傳到北美各地，隨后又傳入歐洲后來才進入亞洲。
避雷針傳入法國后，法國皇家科學(xué)院院長諾雷等人開始反對使用避雷針，后來又認(rèn)為圓頭避雷針比富蘭克林的尖頭避雷針好。但法國人仍然選用富蘭克林的尖頭避雷針。據(jù)說當(dāng)時的法國人把富蘭克林看作是
蘇格拉底的化身。富蘭克林成了人們崇拜的偶像。他的肖像被人們珍藏在枕頭下面，而仿照避雷針式樣的尖頂帽成了1778年巴黎最摩登的帽子。
避雷針傳入英國后，英國人也曾廣泛采用了富蘭克林的尖頭避雷針。但美國獨立戰(zhàn)爭爆發(fā)后，富蘭克林的尖頭避雷針在英國人眼中似乎成了將要誕生的美國的象征。據(jù)說英國當(dāng)時的國王喬治二世出于反對美國革命的盛怒，曾下令把英國全部后家建筑物上的避雷針的尖頭統(tǒng)統(tǒng)換成圓頭，以示與作為美國象征的尖頭避雷針勢不兩立，這真是避雷針應(yīng)用史上一件有趣的事情。
避雷針的工作原理
在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而
靜電感應(yīng)時，導(dǎo)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云層形成了一個
電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，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(dāng)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(dǎo)體．這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的．避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)人大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全．
避雷針為什么要裝在樓頂？
帶電的云,首先是從上往下運行,在高處安避雷針,就首先將云中的電放掉,以后到房子接觸云的時候,就基本沒有或只有少部分電而沒有危險了．
1根避雷針的保護范圍
當(dāng)避雷針的高度h≤hr時
距地面hr處作一條平行于地面的平行線，以避雷針的針尖為圓心，hr為半徑畫弧，交水平線于A、B兩點，又分別以A、B兩點為圓心，hr為半徑，從針尖向地面畫弧。如圖1所示，則圖中曲線就是避雷針保護范圍的邊界，保護范圍是一個對稱的錐體。
Hr的取值
一類防雷建筑物為30米
二類防雷建筑物為45米
三類防雷建筑物為60米
<建筑電氣設(shè)計規(guī)范>規(guī)定：非人行通道安全距離為距建筑物不小于1米、埋深不小于1米。人行道和建筑物入口不小于3米、埋深不小于1米。
?。?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
?。?避雷針應(yīng)垂直安裝牢固。垂直度允許偏差為3/1000。
?。?焊接要求焊接應(yīng)采用搭接焊，其搭接長度必須符合下列規(guī)定：
?。?扁鋼為其寬度的2倍(且至少3個棱邊焊接)。
?。?圓鋼為其直徑的6倍。
?。?圓鋼與扁鋼連接時，其長度為圓鋼直徑的6倍。
８.避雷針一般采用圓鋼或鋼管制成，其直徑不應(yīng)小于下列數(shù)值：
a獨立避雷針一般采用直徑為19mm鍍鋅圓鋼。
b屋面上的避雷針采用直徑25mm鍍鋅鋼管。
c水塔頂部避雷針采用直徑25mm或40mm的鍍鋅鋼管
d煙囪頂上避雷針采用直徑25mm鍍鋅圓鋼或直徑為40mm鍍鋅鋼管e避雷環(huán)用直徑12mm鍍鋅圓鋼或截面為100mm2鍍鋅扁鋼，其厚度應(yīng)為4mm．
避雷針制作與安裝注意的質(zhì)量問題：
焊接處一不飽滿，焊藥處理不干凈，漏刷防銹漆。應(yīng)及時予以補焊，將藥皮敲掉，刷上防銹漆。
針體彎曲，安裝的垂直度超出允許偏差。應(yīng)將針體重新調(diào)直，符合要求后再安裝
獨立避雷針及其接地裝置與道路或建筑物的出入口保護距離不符合規(guī)定。其距離應(yīng)大于3m，當(dāng)小于3m時，應(yīng)采取均壓措施或鋪設(shè)卵石或瀝青地.
注意：
避雷針如果沒接地將是個迎雷針 ，所以必須謹(jǐn)慎。
補充：
避雷針的作用沒有一般人想像的那么好，建筑物是否遭雷擊有很多因素，有無避雷針只是其中一種。
很多古代的建筑物建筑在山頂上，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。
在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而靜電感應(yīng)時，導(dǎo)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云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，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(dāng)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(dǎo)體．這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的．避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)人大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全．
避雷針是用來保護發(fā)電廠、變電所的室外配電裝置、輸電線路個別區(qū)段以及工業(yè)與民用高層建筑的。避雷針直接接地，針的高度高于線路，在雷電先導(dǎo)電路向地面延伸過程中，由于受到避雷針畸變電場的影響，會逐漸轉(zhuǎn)向并擊中避雷針，從而避免了雷電先導(dǎo)向被保護設(shè)備發(fā)展。由此可見，避雷針實質(zhì)上是引雷針，它將雷電引向自己從而保護其他設(shè)備免遭雷擊。
