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云電場發生畸變,開始電離并下行先導放電;避雷針在強電場作用下產生放電,形成向上先導放電;避雷帶是指沿屋脊、山墻、通風管道以及平屋頂的邊沿等較可能受雷擊的地方敷設的導線。兩者會合形成雷電通路,隨之瀉入大地,達到避雷效果。實際上,避雷針是引雷針,可將周圍的雷電引來并提前放電,將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。
合理選用避雷針保護范圍的計算方法。常用避雷針(這里僅指單針)保護范圍的計算方法主要有折線法和滾球法。“折線法”的主要特點是設計直觀,計算簡便,可節省投資,但不適用于高度大于20m的建筑物;避雷針剛剛出現在中國時,人們以為它可以避免房屋遭受雷擊,所以稱其為避雷針。“滾球法”的主要特點是可以計算避雷針或避雷帶與網格組合時的保護范圍,但計算相對復雜,按此方法計算出的投資成本較大。在這二種計算方法中,“折線法”是比較成熟的方法,在電力系統又稱“規程法”,即單支避雷針的保護范圍是一個以避雷針為軸的折線圓錐體。
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。但美國獨立爆發后,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。據說英國當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統換成圓頭,以示與作為美國象征的尖頭避雷針勢不兩立,這真是避雷針應用上一件有趣的事情。從這個意義上來說,避雷針是沒有品牌的,因為避雷針只是接閃器中的一個小類,而任何金屬構件都可以用來做接閃器。
當避雷針截受雷擊時,由接閃體接閃,通過雷電波形處理裝置,利用外殼與中心接地桿之間有3mm間隙,構成耦合電容,同時外殼通過一個電感線圈接地(中心接地桿)當下行先導接近接閃器時,由于頻率極高,電感呈開路狀態,電容對高頻呈現短路特性,因此耦合電容作用下,接閃器表面電場強度迅速增加,直至觸發雪崩過程,從而能在頃刻間將雷電流泄放入地,以至有效的達到防雷害保安全的目的。取雷擊定位高度為400m,可得出不同高度避雷針的保護區和散擊區的地表半徑見表1。