避雷针：避雷针为什么能避雷？

避雷针：1752年，46岁的美国科学家富兰克林用丝绸做了一只风筝。在一个暴风雨的夜晚，他用一根细绳将风筝放入天空。一把金属钥匙绑在细绳的下端。当雨水湿了细绳时，它变成了导体。这时，他把手靠近钥匙，突然看到火花在钥匙和手指之间跳跃，感到一阵剧痛。这个实验证明雷其实是一种大规模放电现象。因此，富兰克林认为，如果在高楼上安装一根金属导线，导线的下端接地，根据上端放电的原理，就可以避免雷击建筑物的危险。从而发明了避雷针。随着避雷针的发明，人类生活的世界稍微安全了一些。避雷针的发明似乎是个意外。似乎一个巧合就让一个伟人想起了一个突发奇想，从而导致了发明创造。传说中，牛顿在树下乘凉的时候，一个苹果掉在了他的头上，由此发现了万有引力。

长期以来，如何防雷击是科研中的一大难题。作为电力专家，谢光润和陈瞄准了这一科研领域的高峰，决心研制一种的防直击雷装置——消雷器避雷针。

这对夫妇总结了中国古代砖石和木塔很少被雷击的经验。通过对现代闪电测量数据的分析，他们进行了深入的理论分析和数值计算，利用每秒1亿张高速照片获得了数千个数据。1978年，他们提出了一种几乎没有长针的半导体避雷针。

消雷器避雷针的机理是:“雷云活动时，利用雷云产生的强大空间电场，利用电场的力量，在消雷器顶部周围产生强烈的电晕放电，使雷云内的电荷部分中和，地球被离子层覆盖，从而使雷击次数减少25％左右。但由于离子的上升速度只有25 m/s左右，当水平风速在10 ~ 20 m/s以上时，中和作用会受到限制，此时消雷器的半导体电阻由于上游先导放电电流有限，可以使上游雷电100％消除。当雷击时，避雷器的半导体引脚的电阻可以自动并联，起到在主放电通道上串联一个非线性电阻的作用，从而限制雷击的主放电，将主放电的时间从微秒延长到毫秒，有效降低主放电电流的幅度和陡度，从而将主放电电流从100千安降低到100安。

实践证明，少长针半导体消雷器避雷针的实验室雷电流比美国多短针消雷器避雷针大46倍，保护面积比避雷针大10倍。而且雷电流可以限制在原值的0.4％左右。