Az építményeink villámvédelmének az a célja, hogy az épületet és abban található értékeket, javakat az emberrel együtt megvédje a villámlás káros hatásaival szemben. a villámhárít nem tereli el a villámot, csak szabályozott körülm ények közt levezeti a földbe, és ott eloszlik az energia. A villámvédelem becsapáskor, a villáml ás káros hatásait csökkenti.
A villámlás, zivataros időben létrejövő hatalmas villamos kisülés, ami hang és fényjelenség kíséretében jön létre. A legtöbbször felhő és felhő közt már kisül a levegőben, ezt hívják villámlásnak. Ha felhő és a föld, vagy arra épült építmény vagy élőlény közt történik a kisülés az már villámcsapás.
Villámlás létrejöttekor több tízezer fokos villám plazmacsatorna jön létre, amely a vele érintkező tárgyakon hőhatást hoz létre. Ha a villám csatornába került tárgy gyúlékony könnyen lángra lobban, de legalább is megpörkölődik . Ha a villámlás fémet ér akkor is lehet gyújtó hatással számolni, mivel a fém felmelegszik és ha a vele érintkező tárgy gyúlékony könnyen tüzet okozhat.
Ha a villámlás fémtárgyakat ér a fémeken feszültség esés jön létre, mivel a fémeknek van ellenállása ennek következtében felmelegszik, és ha a fém nem elég vastag, akkor megolvad. Ilyen, amikor fémlemez borítású tetőt ér a villám, a fémlemez annyira megolvad, hogy átlyukad a tetőlemez. Mivel a vasnak elég nagy az ellenállása a villámvédelmi vezetőket is úgy kell tervezni, hogy kibírják ne olvadjanak el a mikor levezetik a villámáramot.
Egy 6 mm átmérőjű acél levezető 100 villámlevezetésből egyszer elolvad. Ezért ezeket az anyagokat is úgy kell megválasztani, hogy minél kevesebb esélye legyen a villám energiájának ezeket megolvasztani.
A villámcsapás következtében valamilyen vezető anyagban folyó villámáram mágneses erőteret hoz létre, és ez erőt fejt ki minden vezet őre, amiben áram folyik. Egyenes szakaszokon nem, de iránytöréseknél igen nagy erőtér keletkezik a két szakasz között. Éppen ezért a villám levezetőket sem hajtjuk meg törésszerűen, csak íves irányváltoztatás lehetséges. A párhuzamos áramok vonzzák egymást, az ellenkező irányúak pedig taszítják egymást.
A párhuzamos villámáram jellegzetes példája, ha csatornacsőben folyik a villámáram. Ilyenkor a sérülés, az esőcsatorna össz eroppanását okozza. A dinamikus erőhatás nem csak a fémekben, hanem nem vezető anyagokban, mint falakban, téglakéményekben repesztő romboló hatást hoz létre.
Ilyenkor nem az elektromágneses erő, hanem a hőhatás hozza létre az erőt. A becsapás köv etkeztében hirtelen elpárolgó víz gőznyomása akkora feszültséget hoz létre, hogy az a nyag szétreped. A villámcsapás a rideg anyagokat a réshatás következtében repeszti meg. Az erő akkora lehet, hogy erős falakat is elmozdít a helyéről.
Az épületbe becsapó villám árama a gyűrűs mágneses erővonalakat hoz létre ami gyorsan változik és feszültséget indukál. Nyitott hurkok keletkezhetnek az épületben a fűtési csövek, a falba szerelt betonacélok és vezeték rendszerek között, amik sok helyen megközelítik egymást. Ha az indukált feszültség nagysága eléri a szigetelés vagy légköz átütő fezültségét a hurok záródik, és a hurokban akár több tíz kilóamper is folyhat rövid ideig. ez az idő olyan rövid, hogy az épületben nem tesz kárt, de az elektronikus berendezéseinket tönkreteszi.
Az épület tetején helyezkedik el feladata, hogy az épületet ért villámcsapást felfogja, ezzel megóvja a közvetlen villámcsapástól. Az épülethez közeledő előkisülés, a fémből készült földelt felfogóból ellenkisülést indít meg, ezért a villám főkisülése a felfogóból fog kiindulni. Az épület fém alkatrésze is lehet felfogó, ha kielégíti a követelményeket.
A levezető a felfogótól a földelőig érő szakasz, általában az épületben vagy az oldalfalán függőleges helyzetben található. az a feladata hogy a felfogót érő becsapás energiáját a földelőbe vezesse a lehető legrövidebb idő alatt an élkül, hogy felmelegedjen, vagy elszakadjon, és károkat okozzon az épületben.
A földelésnek az a szerepe, hogy a villám energiáját szétoszlassa a talajban, károkozás nélkül nagyon rövid idő alatt. Ezért a földelésnek olyanna k kell lennie, hogy minél nagyobb felületen keresztül érintkezzen a talajjal.
A külső villámvédelem, ami az épületre szerelt külső villámhárító megvéd minket és az épületet a közvetlen villámcsapástól, a legnagyobb károktól. A villámbecsapás másodlagos hatásaitól azonban nem véd meg a külső villámhárító . Az elektronikai és egyéb drága villamos berendezéseink tönkremehetek, ha nincs belső villámvédelem. A belső villámvédelem potenciálkiegyenlítő összecsatolások rendszere.
Feladata megakadályozni a villámáram behatolását. Egy több lépcsős túlfeszültség védelmi rendszer hár om fokozatból áll.
A túlfeszültség védelmi készülékek összehangolt műk ödése a fokozatok között akkor biztosított, ha ugyanazon gyártótól származó készül ékek kerülnek beépítésre.
