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光电避雷针的基本工作原理是通过捕获雷闪下行时产生的电场瞬变，并判断雷闪的性质（正闪或负闪），然后启动内部电子装置产生尖端提前放电抢先上行先导（相对于构筑物或普通避雷针），迎击雷闪的下行先导放电通道，从而实现提前接闪。避雷针工作所需能源均来自光电池和蓄电池，无需借助外部能源。
光电避雷针的工作过程如下：
（1） 正常状态：附着在针体上的三块柔性光电池，在受到阳光照射时产生稳定的电流，提供避雷针内部电子装置的工作能源，同时对内部的镍氢蓄电池缓慢充电（最高充电电压7.2V），蓄电池满充后自动截止。
（2） 启动过程：在雷击下行先导发生时，光电避雷针的电场探测器感应到周围的大气电场瞬变，将探测信号发送到控制电路进行极性判断（负极性或正极性），然后时基控制器导通蓄能组件（光电池和蓄电池），向高压发生装置输出电能，经过两次低压－高压转换之后，在避雷针针尖形成了35 ～ 45KV的电压，使针尖周围空气被电离，从而产生提前上行先导。
（3） 接闪过程：在提前放电接闪的瞬间，放电间隙首先被导通，雷电流绝大部分被针体外壳导入大地；避雷针内部电路由于采用闭环无接地设计，因此不会受到雷击电流冲击破坏。
光电避雷针的构造：
光电避雷针由3部分组成：针尖、放电间隙、针体，
针尖和放电间隙均采用优质304L不锈钢制造（实心），针体外壳同样采用304L不锈钢制造，电子控制电路安置在针体内部，并使用环氧树脂完全封固，大幅度提高了电路的绝缘和抗老化性能。
避雷针的外露电子部件，包括安装在针体外部，一体化设计的柔性光电池和电场探测器；以及自检信号发射天线，均进行了高可靠绝缘处理，完全确保接闪电流。
为保证避雷针的可靠性，光电池寿命是非常重要的环节，为此杜尔--梅森公司专门向专业公司定制了原用于太空站能源板的光电池，光电池由高度绝缘的聚四氟乙烯材料封装，经过活性处理的表面可防积尘，不易老化和破裂；具有超长的使用寿命和不可破坏性。
卫星”光电避雷针保护半径表。
