所謂雷電，就是天空中的某一塊云層與另一塊云層或者與大地，由于所帶的電荷性質(zhì)相反而產(chǎn)生瞬間劇烈放電的現(xiàn)象。在這放電過程中，往往伴隨著強烈耀眼的閃光和震耳欲聾的巨響。
 

       雷擊所造成的危害主要有兩種形式。一是帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈放電，叫“直擊雷”。當“直擊雷”發(fā)生時，往往會對地面的物體產(chǎn)生強大的打擊作用，其破壞力也是巨大的。另一種叫“感應雷”，它的形成過程是由帶電云層的靜電感應作用，使地面某一范圍帶上異種電荷。當“雷電”發(fā)生后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍內(nèi)由于地電阻或?qū)w電阻的存在，當瞬間大電流流過時，就會導致小范圍或局部的瞬間過電壓。或者由于直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流周圍的導線或金屬物產(chǎn)生電磁感應而發(fā)生瞬間過電壓，以致形成閃擊的現(xiàn)象，稱“感應雷”?！案袘住痹斐傻乃查g過電壓，指在微秒到毫秒之內(nèi)產(chǎn)生的尖峰沖擊電壓。如下圖。
 

該電壓常高達2KV～20KV。瞬間過電壓損壞的常是電子設(shè)備和電器。
除雷電可產(chǎn)生瞬間過電壓外，當有大負載(如大電機、變壓器)電器設(shè)備開關(guān)時，也會產(chǎn)生瞬間過電壓。
 

       根據(jù)多種世界認可的研究標準，一般電源線上的感應電流在300CbA左右，絕不超過10000A，而電壓則不超過印DC)V。在數(shù)據(jù)／訊號線，及電話線上，感應電壓一般在5000V左右，而感應電流則大約為數(shù)百安培。
 

       在雷電家族中，至今還有一位神秘的人物，那就是“滾雷”，又叫“球形閃電”。由于人們對它的成因等還不十分清楚，故還不能有效的防護，只能在多發(fā)地區(qū)，架設(shè)防護網(wǎng)、避雷帶來進行防護。
 

       自從有了人類以來，人類就對閃電感到神秘莫測，創(chuàng)造了好多神話、傳說。直到二百年前，富蘭克林證實雷電是電，并發(fā)明避雷針以后，人類才開始能主動的去避免雷電造成的危害。二百多年來，已取得輝煌成就。
 

       避雷針是防止雷擊的最常用基本方法。避雷針防雷法是依靠比被保護物高出許多的垂直避雷針，將雷擊引向自身入地，使被保護物免受雷擊，而得到保護，但無法獲得一個十分肯定的安全區(qū)。裝了避雷針后，還有繞擊、反擊和感應過電壓的情況。當避雷針受到雷擊時，如果接地電阻值過高或者避雷針離開被保護物的距離小于安全距離，會造成避雷針或引下線上的高電壓對被保護物的反擊；避雷針對被保護物的空間距離必須大于5米，對被保護物的接地裝置間的地中距離必須大于3米。但在實際現(xiàn)場應用中，很難做到。另一方面，當裝有避雷針的接地網(wǎng)腐蝕嚴重，其電阻超過規(guī)定的46的要求，導致反擊反生。此外，當雷擊避雷針時，如果有人站在附近，而接觸針莖或引下線，會受到很高的接觸電壓，以及沿地面半徑形成的跨步電壓，都會對人畜造成危害。
由于傳統(tǒng)避雷針的上述缺陷，人們試圖用“消雷”的方法來限制雷電的危害。
 

消雷器主要有導體消雷器和半導體少長針消雷器。
導體消雷器，其原理是利用雷云和大地之間的電場能量，使消雷器產(chǎn)生的電荷粒子限制雷云向下的放電光導和消雷器向上的引發(fā)光導。
其工作原理，(1)消雷器頂端的空間電場較均勻，使向上的引發(fā)光導難以發(fā)生。 (2)由于空間電荷的屏蔽作用，使由雷云向下的光導難以向下深入發(fā)展。(3)當由雷云向下的光導深入到距消雷器頂端360～ 300米時，消雷器上空的空間電荷將迅速地向光導端部轉(zhuǎn)移，對向下光導的發(fā)展才會起抑制和阻撓作用，同時，空間電荷也進入光導通道，中和光導通道中的部分異性電荷。(4)當光導端部到消雷器頂端距離小到一定數(shù)值時，其距離形成的間隙上的場強從每米幾十伏上升到數(shù)百伏，甚至在達到400～500KV／m。于是消雷器就能經(jīng)光導通道向雷云發(fā)送大量的電荷粒子流，電流強度達到安級，最大值可達100安左右，使雷云電荷顯著減少，把原來可能發(fā)生的千安?秒的主放電過程，轉(zhuǎn)化為安?秒的放電過程。這樣，在消雷器附近的反擊和感應過電壓也就不存在了。導體消雷器萬一不能消雷，仍能起到普通避雷針的屏蔽保護作用。
傘形導體消雷器(如右圖)的保護半徑 R，參考經(jīng)驗公式為：
R=1．5h＋L：
h—消雷器高度
L—帶正極性的離子
電荷從消雷器頂端到達云層的距離。經(jīng)驗值300—360米。

 

       導體消雷器在國內(nèi)運用十幾年來，統(tǒng)計證明，在345米的地面保護半徑內(nèi)，防雷效果極好。
 

       半導體消雷器，也就是指半導體少長針消雷器。由半導體長針組，接地引下線和接地裝置組成。長針組每根針長5米，表面涂有半導體電阻層，阻值35Kom，外層涂有防老化層，上端部有4根鋼質(zhì)分又尖針。為了保證足夠的中和電流，必須裝在高于40米的建筑物或塔體上。長針數(shù)量由7到19根。整個消雷裝置的接地電阻大約為30Q。
 

       半導體消雷器的原理是利用少長針的獨特結(jié)構(gòu)，在百云電場下產(chǎn)生強烈的電暈放電，借助布滿在空中的空間電荷產(chǎn)生屏蔽作用并中和雷云電荷，且利用半導體材料的非線性電阻改變雷電發(fā)展過程。延長放電時間，減小雷電流的峰值強度，從而提高保護效果。它能夠消滅由地面向上發(fā)展的雷電，當天空中有強霄云時，能發(fā)出1～ 2米長的電暈火花，中和電流達安級。上海東方明珠電視塔，就是采用的半導體少長針消雷器，效果很好。據(jù)統(tǒng)計，可減少雷擊主板電電流大為減弱。
 

       與“直擊雷”相比，“感應雷”造成了更多的設(shè)備損壞。為了避免“感應雷”的危害，人類也一直沒有停止探索?，F(xiàn)在我國大都使用避雷器，如氧化鋅壓敏電阻避雷器來預防“感應雷”。但隨著近二十年來，半導體和計算機技術(shù)的發(fā)展，大量的半導體集成電路和數(shù)字計算機設(shè)備大量投入使用，這種老式的避雷器因殘壓高(有時交達 1000伏以上)，反應速度慢，常不能有效的保護精密的設(shè)備，造成重大損失。故而近來一種新型的防“感應雷”設(shè)備，稱電源浪涌抑制器，正在國外迅速推廣普及。這幾年，在國內(nèi)的電信，廣播電視、銀行、證券等行業(yè)也開始采用。
 

       該設(shè)備主要用來防止“感應雷”的危害。應用在電源設(shè)備上的有二種型式。 (1)并聯(lián)式電源浪涌抑制器。(2)串聯(lián)式電源浪涌抑制器。另外還有專門應用在各種數(shù)字、模擬信號線上的感應雷防護器。
 

       根據(jù)各種資料統(tǒng)計，現(xiàn)有的電源浪涌抑制器的箝位電壓大多數(shù)都不大于600伏，遠低于老式避雷器的箝位電壓，保證了各種精密設(shè)備，如計算機、數(shù)字衛(wèi)星接收機，固態(tài)廣播電視發(fā)射機的安全工作。其工作原理為，浪涌抑制器內(nèi)有高能密住器件(有特殊金屬氧化物壓敏電阻和放電管組成)和特別的濾波網(wǎng)絡(luò)電路組成。它們備有每相電流復載從32安到1630安的單相和三相型號。它其中的箝位器件由多個原件組成。當雷擊時，雷電流(或感應電流)在至少30ms內(nèi)，經(jīng)過一定到地通道多次放電，原件很快累積熱量，當單個原件超過其熱或電能值的時候，它們會陸續(xù)從主電路上斷開，讓其它元件繼續(xù)起保護作用。其保護能力，由指示燈來表示。當浪涌處理能力陳至低于80％時，就應更換新的浪涌抑制器了。
 

       在種類選擇上，大多數(shù)用戶選用并聯(lián)式浪涌抑制器。因為與串聯(lián)式的相比，并聯(lián)式具有體積小容量大，對電源的響應時間無影響，無串聯(lián)電阻，平時對電網(wǎng)無影響等優(yōu)點?，F(xiàn)有的電源浪涌抑制器，大多數(shù)具有剩余容量指示，可使你對工作態(tài)一目了然。有些型號還有遙控顯示工作狀態(tài)、報警、記錄雷擊次數(shù)等功能。在按裝時，應按裝在電源的進端，和架空線路的近端。按裝時的聯(lián)線要求盡量短，一般要求不超過25cm，并將聯(lián)線捆扎在一起。
 

       在為各種信號線(如程控交換機、因特網(wǎng)、衛(wèi)星信號和有線電視等)選擇浪涌抑制器時，要特別注意以下幾個問題。(1)串聯(lián)電阻。在一些小信號、低電壓線路中，應盡量選用串聯(lián)電阻小的流涌抑制器，以減少對信號的衰減。(2)適用的電壓范圍。如選擇不當，使正常的信號無法傳輸。(3)頻帶寬度。這個問題對數(shù)字信號和衛(wèi)星信號的傳輸尤為重要。