上海东方明珠塔的避雷设施设计原理基于以下科学原理和工程实践：
避雷针（接闪器）的安装：在东方明珠塔的顶端安装了避雷针，也称为接闪器。接闪器的设计目的是将雷电引导至地面，以保护建筑物免受雷击的直接损害。
电场变化与雷电引导：当雷云放电时，接近地面时会在接闪器顶端形成局部电场集中的空间。这个电场能够影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向接闪器放电。
导线和接地装置：接闪器通过导线与建筑物的钢筋或钢结构连接，这些导线称为引下线。引下线将雷电电流引导至地下，通过接地装置（如接地体）将电流安全地释放到大地。
保护角与保护范围：接闪器与建筑物形成一个保护角，这个角度决定了接闪器可以保护的范围。接闪器越高，与建筑物形成的角度越小，保护范围也就越窄。
多层次的防雷体系：除了接闪器，东方明珠塔还配备了其他防雷装置，如避雷带、引下线和接地装置等，共同组成一个多层次的防雷体系。这些装置与接闪器一起，能够防止直击雷、侧击雷，以及雷电对电源系统、通讯线路、网络系统的过电压破坏。
主动引雷：接闪器并非“避雷”，而是“引雷”。它通过主动吸引雷电，避免雷电直接击中建筑物，从而保护建筑、设备和人员的安全。
定期检测与维护：为了确保避雷设施的有效性，东方明珠塔每年都会请专业机构对避雷针系统进行检测和维护，确保其能够正常工作。
通过这样的设计原理，东方明珠塔能够有效地将雷电导入地下，避免雷电对建筑本身及内部设施和人员的危害。