從富蘭克林發明避雷針起到 20 世紀初這 150 年(nián)時間裡,防雷技術幾乎沒有(yǒu)進展。這有(yǒu)兩個原因,一(yī)個是社會生産與生活變遷不大,建築防雷已有(yǒu)避雷針作了有(yǒu)效保護,對防雷沒有(yǒu)提出什麼迫切的(de)新需要。另一(yī)個則是大氣電學(xué)的(de)理(lǐ)論探索進展很少,不可(kě)能指導防雷技術的(de)發展。

  在步入 20 世紀之初,電訊和(hé)電力事業的(de)發展遇到了雷災,所以在這方面工程防雷技術開始出現進展。1876 年(nián)貝爾發明電話,社會的(de)需求,使它迅猛發展, 1880 年(nián)僅美國(guó)就有(yǒu)8000 台電話,架空長(cháng)導線出現了, 它立刻變為(wèi)繼建築物之後第二個雷電襲擊的(de)重要對象。為(wèi)了防護電話設備和(hé)人員安全, 19 世紀 80 年(nián)代末就出現第二種避雷裝置—— —導電器,它實際上是一(yī)個火花隙,當雷襲擊架空導線時,高(gāo)電壓循導線進入室內(nèi)之前在導電器處發生火花擊穿,雷電流短(duǎn)路入地(dì)。這就是當今所廣泛采用的(de)避雷器的(de)最原始形式。

  1887 年(nián)倫敦籌資百萬英磅建立供電公司,從此結束了 19 世紀電力工業分散經營的(de)局面,把發電機(jī)從各個工廠集中到中心電站集中供電,大大降低(dī)電力成本,輸電網和(hé)變電站就迅速擴展,與此同時電力輸送的(de)電壓越來越提高(gāo)以減少傳輸損耗,這樣輸電網的(de)過電壓防護與防雷就成為(wèi)電力部門的(de)極為(wèi)重要問題。19 世紀 90 年(nián)代初 E .Tomson 制出了磁吹間隙保護直流電力設備,可(kě)以說是磁吹滅弧避雷器的(de)前身。1901年(nián)德國(guó)制成串聯線性電阻限流的(de)角形間隙,則是閥型避雷器的(de)前身。此後由于電力工業對絕緣研究的(de)需要、 對高(gāo)電壓輸電研究的(de)需要,建立起高(gāo)電壓實驗裝置,這就為(wèi)人工模拟雷電的(de)研究創造了物質條件,防雷保護與過電壓保護結合在一(yī)起,研究絕緣閃絡和(hé)閃電過程也結合在一(yī)起,因此20 世紀以後防雷技術就從建築領域轉移到電力輸送領域,所以防雷技術人員也就由電力系統來培養了。雷電科(kē)學(xué)發展的(de)曆史上物理(lǐ)學(xué)者原本是主角,自(zì)從電力系統利用強大的(de)高(gāo)電壓實驗技術力量抓住防雷工程的(de)研究之後,研究大氣電學(xué)的(de)物理(lǐ)工作者就把研究的(de)視(shì)線轉移到其它方面,為(wèi)其它高(gāo)科(kē)技服務。因此雷電科(kē)學(xué)的(de)發展主要偏重在工程技術方面,從高(gāo)空轉向地(dì)面。

  在富蘭克林時代,隻注意直擊雷的(de)災禍, 20 世紀之後,電力部門注意到感應雷或者叫雷電的(de)二次效應的(de)禍害。德國(guó) W .Peterson( 1914 年(nián))提出用接地(dì)避雷線防雷的(de)理(lǐ)論,為(wèi)的(de)是降低(dī)絕緣上的(de)感應過電壓。後來美國(guó) F .W .Peek,W .W .Lewis 也認為(wèi)威脅線路絕緣的(de)不僅是直擊雷,還有(yǒu)感應雷, 架設避雷線首先是防感應雷。而 Atherton、 Simpson 等則認為(wèi)感應雷對高(gāo)壓線路并無危險。30 年(nián)代末期大家取得比較一(yī)緻的(de)見解,認為(wèi) 100kV 以上的(de)輸電線路避雷線是防直擊雷的(de)基本保護裝置。

至于建築防雷方面,富蘭克林尖端避雷針的(de)形式也開始有(yǒu)了變化。1925—1926 年(nián)Peek 第一(yī)個在實驗室內(nèi)用 “人工雷” 研究避雷針的(de)保護範圍問題、 雷雲極性對保護系數的(de)影響。1934 年(nián)美國(guó)瓦斯和(hé)電力公司(AGE )開始用避雷針和(hé)避雷線保護變電所,由于避雷線的(de)應用有(yǒu)效,又使建築物的(de)避雷裝置出現避雷帶。這種發展帶有(yǒu)一(yī)定的(de)必然趨勢,因為(wèi)現代高(gāo)樓建築普遍使用一(yī)些金屬構件,有(yǒu)的(de)是用于裝飾,因此廣泛利用建築物的(de)部件作為(wèi)避雷裝置可(kě)以降低(dī)造價。它的(de)進一(yī)步發展就是 50 年(nián)代以後迅速流行(xíng)的(de)籠式避雷網,幾乎所有(yǒu)新建的(de)現代化鋼筋混凝土樓房都采用它。早在 1877 年(nián)英國(guó)防雷協會的(de)年(nián)會上,電磁場理(lǐ)論的(de)創立者麥克斯韋( James Clerk Maxwell , 1831—1879 年(nián))提倡使用 “法拉第籠” 的(de)原理(lǐ)來代替普通的(de)避雷針,并舉雷擊火藥庫為(wèi)例,雷擊到金屬籠殼上可(kě)以保證不出事故。在 19 世紀實行(xíng)這一(yī)方案還不太現實。到了 20 世紀 50 年(nián)代,現代的(de)鋼結構和(hé)鋼筋混凝土建築物已十分接近法拉第籠的(de)條件,隻要施工中對鋼筋采取焊接方法就可(kě)以很輕易地(dì)實現籠式避雷網了,這可(kě)以說是到目前為(wèi)止,建築物防雷技術最完善的(de)形式了。

  但是即使這種建築物避雷裝置也不能不考慮到電力線和(hé)電訊線上過電壓波的(de)入侵,因此出現了各種避雷器來把雷電過電壓波分流入地(dì),阻止雷電流侵入建築物內(nèi)部造成災害。1907 年(nián)美國(guó)出現鋁電解電容避雷器, 1908 年(nián)瑞士 Mosciki 提出用高(gāo)壓電容器作防雷元件, 1922 年(nián)美國(guó)西屋公司制成自(zì)動閥型避雷器, 1927 年(nián)美國(guó)開始采用非遊離(lí)氣體以遮斷工頻續流的(de)管型避雷器,50 年(nián)代初,磁吹閥型避雷器問世。1968 年(nián)日本大阪松下電氣公司研制出新一(yī)代的(de)“無間隙避雷器” ,它實質上是一(yī)種金屬氧化物非線性電阻,現在它已成為(wèi)避雷器的(de)主流了。

  70 年(nián)代後,防雷工程情況突變,迄今尚未引起人們(men)的(de)普遍重視(shì)。首先頻頻遭到雷害的(de)是航天部門,它是尖端科(kē)技最集中的(de)部門,損失嚴重。而後各行(xíng)各業,凡是新技術普及之處,随即雷災頻繁,損失驚人,一(yī)時裡竟缺乏防雷良策,衆說紛纭,甚至對二百多年(nián)來,被人們(men)公認不疑的(de)富蘭克林避雷針都發生了疑慮甚至予以否定。雷災的(de)突然變得廣泛而嚴重,不僅使素不關心也用不着了解雷電科(kē)學(xué)的(de)人們(men)困惑,驚慌不安,同樣也使長(cháng)期從事防雷工程技術的(de)行(xíng)家裡手、 一(yī)般的(de)防雷工作人員缺乏良策。産生這種新情況的(de)原因,是由于

  防雷技術已不适應近年(nián)來科(kē)技的(de)迅猛發展,特别是微電子(zǐ)技術的(de)普遍應用。閃電與二百多年(nián)前相同,并未發生變異,隻不過它的(de)某些物理(lǐ)效應在新技術産品上發生作用,而在這些産品面世之前人們(men)是看不到也決不會想到的(de)。所以說雷電科(kē)學(xué)的(de)發展必然與人類社會科(kē)學(xué)技術的(de)發展相适應,因而防雷工程技術也會在學(xué)術理(lǐ)論上出現新的(de)研究成果。