原则上，防雷就是在雷电发生时设法改善被保护空间及被保护物处的电磁环境，从而抑制或消除可能的破坏。

 

 

      对于直接雷害，长久以来均采用避雷针。实际上，从雷电接地过程看，避雷针比被保护物容易产生上行先导而拦截了下行的先导。因此，其作用是吸引雷电而不是躲避它或排斥它。将避雷针称为引雷针更为确切。虽然，人们很早就用高压放电试验来说明尖端比周围物体更易于吸引放电，但人们认识引雷针尖端（工程术语称为接闪器）的作用实际上仍是基于认为放电受电场作用。力图沿电力线方向移动是雷电入地的原因，也是通道走向的宏观决定因子。人们很自然地认可：一个带电通道（先导）的运动必然受电场作用。这是不用实验亦可接受的规律。引雷针周围是由它创造出的电力线密集区或强场区，使得更多的电力线连接到接闪器上。由静电学可知，所架设的引雷针相对于周围越高，则影响周边电场的范围越大，或抓住的电力线越多，并且电场也越大，这就是说保护效果或拦截闪电的本领越强。然而，空间电荷的存在与不稳定，使我们假定先导沿电力线移动时本身就存在不确定性。另外，由于先导本身的脉冲跳跃性又带来不确定性。所以我们还没法解释通道实际存在的随机及微小尺度（以厘米计）的扭曲性。多年实践得到的规律使人们对由静电学及高压试验推测的结果产生了疑问，开始对多年来防雷工程使用的保护角提出了质疑。保护角是过去通用的办法，我国也多年沿用。发现问题后，曾改用折线锥角代替直线保护角。在这个角（例如：接闪器为顶点的45°角）或折线锥内的物体均受到接闪器的保护。任何先导均进不了保护角内。下行先导不是被接闪器截获就是击中角（锥）外大地。以上结论只有高压实验室的一些实验证明，并且相互并不一致。结果，国际上从来也没有过统一的保护角，有的国家甚至不承认这种角度。并且，这是在不考虑电流峰值或没有先导梯级过程作用，同时在没有空间电荷影响时的结果。实践说明：保护角内有时发生绕击（在此，定义为保护角内物体直接受击），引雷针过高时可发生另一种特殊的绕击??侧击，即雷电不打在接闪器上，而击中其下部（一般称为引下线）。如果，我们还是用电力线来解释，那么电力线就不是全部终止在接闪器上，必然会有一些终止在引下线及被保护物上。而且，其比例是与保护物的几何情况有关的，不是一个简单的保护角所能解释的。绕击和侧击在一定程度上反映了这种实况。在20世纪50年代，人们从观测经验中已认识到：实际上，尖端的作用距离不光是其高度的函数，而且也是雷击强度或电流幅度的函数。雷击电流与先导通道所带电荷呈正相关。何时形成迎面（上行）先导，由梯级（下行）先导在被击点上产生超过一定值的场强所决定。携带电荷多的先导必然可使地表凸出物先达到该起动击穿值。在4.3节中提到过闪击距离及式（4-16）的计算值是在一些假定下求得的，真实情况要复杂得多。但先导通道中，如电荷多，则雷击电流大，击距也大，这已获公认。为了反映这些认识上的提高及克服保护角方法的一些缺点，经过多年努力与积累，对于保护角的标准在90年代被改为所谓的“滚球法”标准。此“球”的半径对应于某一雷击峰值电流下的击距。中国1994年的新标准GB50057-94已与国际标准接轨，其中对于不同的防雷等级采用了不同的滚球半径，分成20 m，30 m，45 m和60 m四个级别，适用于不同级别要求的防雷。所谓“滚球”，其示意图见图9-3。可以这么设想：球滚动于接地的起雷作用、可产生

上行先导的物体，包括引雷针、带及可起泄流入地的钢筋混凝土建筑物外表等，它所形成圆弧段与上述物体表面间即形成一保护空间。事实上由于相应的入侵先导不可能进入此保护范围而引起上行先导，而在到达前已使与球相接的接地体产生迎面先导。可见，球半径越小，可保护的空间也越小，适用于保护更小的雷击电流，其安全性更高一些。另外，如果接地建筑物和引雷针高于所选防雷级别所对应的滚球半径，标准GB50057-94认为其超过滚球半径部分的任何其他物体不受直接保护作用。这就部分解决了高建筑物的侧击及一些绕击情况。对直击雷的防护采用这种设计，会提高安全度并更合理。总体上，这也是对保护角概念的质疑和对雷电认识提高的一个应用。滚球法的不足之处是：没考虑接闪器尖端的作用，它不分辨不同尖端可能有不同的增强引雷作用，使设计有可能偏保守，而被保护物可能的不同吸引作用则会使受击可能性增加；另外，仍然无法考虑的是空间电荷及先导的脉冲跳跃性的可能作用。空间电荷的存在与不均匀分布会产生一定的影响。事实上，高于滚球半径的接闪器，并非多作，它本身的引雷性能会改善一些，同时，其引下线也可兼起引雷作用，从而改善了保护。如果闪电通道所显露出来的强烈曲折性，主要与空间电荷的微观分布有关，那么不进一步搞清它们对放电的可能定量作用，就难以进一步改善仍留有的缺陷。因而，如果认为下行先导受场强控制，则滚球法的标准并真正达到完善的引雷系统的技术要求。

      引雷针或引雷系统上端接闪部分与闪电通道相连后形成回击。大量电荷的转移形成高功率强电流的输入，只有大地可以蓄容这些电荷。因而，引雷针需有下引的导线及入地电极，一般称之为引下线（系统）和接地系统。

      现代建筑物防直接雷击已广泛采用引雷带、引雷网及多引下线系统。一些钢筋混凝土的房屋包括其深埋地下的基础桩已由实践证明为良好的接闪引下分流及接地装置。除了直接效应外，雷电还有非直接效应，如其电磁辐射也会造成破坏。非直接效应在直击雷入地附近最为强烈。在建筑物内，密集的钢筋网还形成了一定对称分流的电磁屏蔽结构，十分有利于削弱建筑物内部的电磁场，从而改善内部防雷环境。为了进一步改善屏蔽，一些要求高的场合，应该对窗户等开口作特殊处理，以减少电磁辐射的入侵。另外，还可在墙体内部作增强屏蔽的设计。

      考虑到直击雷会在分流、引下线系统上造成高的瞬间对地电位，要防止对邻近接地体的反击或相关的现象。为此要适当地采取均压（等电位）绑扎措施。其实质是使有关点的电位也随之浮动，减少相互间打火的可能性。对于高层建筑这一点特别重要。

      简言之，近代建筑物防雷采用了合理的拦截（接闪）装置、带有分流的引下线系统、适宜的屏蔽和均压措施及良好的接地装置。但是，由于我们要对付的是一无孔不入的空间过程，而雷电强度变化又很大，要百分之百地安全，不是代价太大，就是会与其他要求相矛盾，而只能取其折中，并进而采取避雷元器件的方式予以进一步改善。

 

 

      即使有了上节所述引雷系统，也还会有相当一部分落地雷击在需保护的各种电系统上。由此，产生了一系列抗御雷击引起雷害的元器件，统称避雷器（称抗雷或削雷器似更确切）。它们的主要作用是帮助泄放闪电能量入地或把闪电能量消耗在它们自身身上，使得作用在被保护系统上的闪电能量变小到系统可承受的程度。随着半导体技术的革新，这类元器件也有了长足发展。对于直击雷而言，一般用高压避雷器。

      一个与电有关的系统遭受间接雷害可以由下面几条途径引入：引入的电源线、天线或传感用的外接元器件和有线数据传输、通信或网络连接用电缆。它们既有可能受侵入波的作用也可因LEMP而受冲击。该有关系统会有一定的物理尺度，因此，除避雷器件外，还可采用分流、屏蔽、均压等方法来改善系统附近的电磁环境。

      各种避雷器被用于上述这几个方面，以减少雷害并保护系统的正常工作。对用于各低压系统的器件，一般称电涌保护器（SPD），它们直接接在各种电系统中。由于元器件性能有限，必要时还可串接使用，以满足需要，即保证在大多数雷电或一定强度雷电到达目标物时，其能量已小到不致于伤害系统各元器件。

      由于系统的多样性，所用元件及其组合方式均不同。对于射频系统，往往因为系统工作在一窄小的频段，可采取特殊的带通滤波方式，将非工作频率的能量分路。对于电源系统，以传导、感应方式可能引入的雷电能量会大一些，对其后的用电系统影响面广，并且它本身运行所引入的电能量可能很大，因此除了分流原理外，有时还用断开方式来阻断进一步的破坏。

      对于避雷器元件一般要求有快速响应、相当的通流能力、很小的插入损失、与保护系统的匹配以良好的稳定与抗老化性能。从产品角度看，还要求有良好的一致性。

      有关细节，可参阅前述专著及有关标准。