當雷電云層形成時，云層與地面之間產(chǎn)生一個電場，此電場強度可達到10kV/m甚至更高。從而使地面凸起部分或金屬部件上開始出現(xiàn)電暈放電。當雷電云層內(nèi)部形成一個下行先導時，閃電電擊便開始了。下行先導電荷以階梯形式向地面移動。當下行先導接近地面時，會從地面較突出的部分發(fā)出向上的迎面先導。當迎面先導與下行先導相遇時，就產(chǎn)生了強烈的“中和”過程，出現(xiàn)極大的電流（數(shù)十到數(shù)百千安），這就是雷電的主放電階段，伴隨著出現(xiàn)雷鳴和閃光。地面上的其它建筑物可能會生成好幾個迎面先導。與下行先導會合的個迎面先導決定了閃電雷擊的地點。提前放電避雷針的工作原理就是產(chǎn)生一個比普通避雷針更快的迎面先導。在自然的迎面先導形成前，提前放電避雷針會率先產(chǎn)生一個先導，迅速地向雷電方向傳播直至捕獲雷電，并將其導入大地。實驗室中證實：比普通針更早產(chǎn)生迎面先導的這個啟動搶先時間稱為△T，賦予了提前放電避雷針更加有效的防雷保護功能。

提前放電避雷針的保護范圍

避雷針的保護范圍應按GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》附錄四《滾球法確定接閃器的保護范圍》規(guī)定的方法進行計算。若達不到設計要求，可通過加接桿將避雷針升高，或者選用提前放電避雷針。在保護對象的范圍很寬時，可考慮用多根避雷針來滿足設計要求。

提前放電避雷針的滾球法，是假設以一定半徑（根據(jù)建筑物防護等級的不同，100米、60米、45米、30米不等）的球體，沿建筑物的外表面滾動，當球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護的部位時，該部位就得到接閃器的保護。通俗地說，這個球體能夠接觸到的地方就是雷能夠打到的地方，球體接觸不到的地方就處于接閃器的保護范圍之內(nèi)。

預放電避雷針是在傳統(tǒng)避雷針放電原理的基礎上，引入了“促進電離”這一預防電型避雷針的基本特性，從而達到了比普通避雷針更早的先導放電，擴大了保護半徑，提高了系數(shù)。在雷電條件下，當雷電下行先導接近地面時，任何導電的表面均會產(chǎn)生一個上行先導。在被動避雷針的情況下，只有在長時間的電荷重聚之后，才會傳播上行先導。