當(dāng)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(dá)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(dāng)雷電云層內(nèi)部形成一個下行先導(dǎo)時，閃電電擊便開始了。下行先導(dǎo)電荷以階梯形式向地面移動。當(dāng)下行先導(dǎo)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(dǎo)。當(dāng)迎面先導(dǎo)與下行先導(dǎo)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(dǎo)。與下行先導(dǎo)會合的個迎面先導(dǎo)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(dǎo)。在自然的迎面先導(dǎo)形成前，提前放電避雷針會率先產(chǎn)生一個先導(dǎo)，迅速地向雷電方向傳播直至捕獲雷電，并將其導(dǎo)入大地。實驗室中證實：比普通針更早產(chǎn)生迎面先導(dǎo)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(hù)功能。

需要注意的是，市場上有各種各樣所謂知名品牌的避雷針，大都以‘預(yù)放電’或者‘提前放電’作為其賣點，大都是從國外進(jìn)口來的所謂‘特殊避雷針’，其所宣稱的保護(hù)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過按照滾球法的原理所計算的保護(hù)范圍，其價格非常昂貴，動輒幾萬元一根。這些避雷針的所謂科學(xué)原理，在中國大陸到目前為止尚未得到認(rèn)可，其防雷效果也沒有得到實踐的認(rèn)可。在建筑物上即使安裝了這樣的避雷針，在防雷驗收時，還是要按照傳統(tǒng)的滾球法的原理進(jìn)行計算，花高價購買了這樣的避雷針的客戶，要提防這方面的風(fēng)險。

提前放電避雷針的滾球法，是假設(shè)以一定半徑（根據(jù)建筑物防護(hù)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(dāng)球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護(hù)的部位時，該部位就得到接閃器的保護(hù)。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(hù)范圍之內(nèi)。

雷擊避雷針和地的放電強度與雷電極的極性有關(guān)：當(dāng)雷的極性為正時，雷對避雷針的放電強度高于雷對地；當(dāng)雷的極性為負(fù)時，雷對避雷針的放電強度略低于雷對地。所以在同樣電壓下雷電極對針的放電距離R與雷電極對地的放電距離H是不同的。