直桿優(yōu)化避雷針保護半徑計算公式：

應用滾球法， 避雷針在地面上的保護半徑的計算可見以下方法。當避雷針高度h≤hr時的計算：

若避雷針高度為h，在距地面高度hr處作一平行于地面的平行線（hr為滾球半徑， 根據(jù)不同建筑物的防雷等級而確定， 第壹類防雷建筑物hr取值為30 m，第二類防雷建筑物hr取值為45 m，第三類防雷建筑物hr取值為60 m），以避雷針的針尖為圓心O，hr為半徑作弧線交于平行線的A、B兩點， 再以

A、B為圓心，hr為半徑作弧線， 該弧線與針尖相交并與地面相切， 從弧線起到地面為止就是避雷針的保護范圍(按滾球法)。按下列公式計算確定:

rx= h( 2 hr- h) - hx( 2 hr- hx) ro= h( 2 hr- h)

式中：

rx:避雷針在保護高度xx＇平面上的保護半徑；

hr:滾球半徑， 按表確定；

hx:被保護物的高度；

ro:避雷針在地面上的保護半徑。

當避雷針演示儀接通靜電高壓電源后，絕緣支架上的兩個金屬板帶電，在極板間電壓超過1萬伏時，由宇導體尖段處電荷密度大于金屬球處，所以金屬尖段附近形成強電場，在強電場的作用下，空氣分子被電離，致使極板和金屬尖段之間處于連續(xù)的電暈放電狀態(tài)，即尖段放電現(xiàn)象。同樣道理，一些樓頂如果用漂亮的不銹鋼欄桿來兼起女兒墻和避雷帶的作用，必須保證不銹鋼管的厚度和截面積。而金屬球與極板間的電場不能達到火花放電的數(shù)值，故金屬球不放電。

雷電是一種大氣的劇烈放電現(xiàn)象，在雷雨天氣時，天上的積雨云層的形成和發(fā)展過程中，云層的下部會積累大量的負電荷，而大地是帶正電荷的，這樣建立的電場會將云中的電子推向大地，強烈的作用會時中間的空氣發(fā)生電離，當電壓積累到一定強度，就會放出閃電，形狀常見的有支裝，條狀，還有少數(shù)球狀閃電。盡管避雷針被冠以“避雷”二字，但僅僅是指其能使被保護物體避免雷擊的意思，而其本身恰恰相反，是引雷“上身”，經年置身于雷暴的侵襲之中，其性能自然也備受考驗。放電時空氣的劇烈震動會發(fā)出強烈的雷鳴聲，也就是雷電的來源。