当可控防电避雷针安装处附近的地面电场强度较时,雷云不会对避雷针保护区范围内的地面内的地面物体发生放电,此时可控放避雷针针头(由主放电针、可控防电均压环、可控储能装置组成)的可控储能装置处于储存雷云电场能量工况,可控放电均压环和主放电针处于同等电位且为浮动状态,与周围大气电位差小,针尖头部的电场强度降低,因此几乎不发生电晕放电,既保证了空间电荷很少的要求
当雷云上升到预定的值时,那时有可能发生对周围被保护物的雷闪,可控储能装置立即转入释能工况,这一转变使主放电针针尖的电位突然升高,是针尖附近空间电场瞬间上升数十甚至数百倍,导致空气迅速击穿,形成很强的放电脉冲,因没有空间电荷的阻碍,该放电脉冲在雷云电场作用下快速向上发展成上行先导,去拦截雷云底部先导或进入雷云电荷中心
上行先导有两个优点
1.上行雷闪不仅雷击电流幅值小徒度低,而且由于地面上的雷击点早已确认,自雷云向下发展的不会击到被保护的对象上
2.上行先导对地面物体具有屏蔽作用,可减轻放电时在地面物体上的静电感应过电压