电子信息系统雷电电磁脉冲防护研究

广东天文防雷工程有限公司 周艳岳 杜宇峰 梁 浩

1.雷电灾害

雷电的本质是带电云层之间或者带电云层对地之间发生的猛烈放电现象。当雷雨云之间整体或部分区域累积的正（负）电荷达到一定强度时，就会使得某一位置的电场强度达到大气绝缘的极限值，云中电荷就会击穿大气与云体内部，与大气层或地面的异性电荷发生中和放电，即产生雷电。雷电往往同时伴随强烈的发光、高温、电磁辐射、冲击波和隆隆的雷声。全球一年平均发生30多亿次的雷电现象，每年因雷电灾害而死亡的人数高达上万人，损坏的设备更是不可计数。

美国国家海洋和大气总署在一份气象灾害影响评估报告中指出“lightning is the most dangerous and frequently encountered weather hazard that most people experience each year.”意指“雷电是大多数人每年都会经历的最危险和最频繁发生的天气危害”。从气象学方面讲，雷电是伴随着强对流天气过程发生的一种灾害性天气现象，伴随一个典型雷暴的发生、发展及消退过程，雷电的生命史约为1个小时；从大气电学角度看，雷电是地球大气层中发生的电磁现象，闪电电磁场的主要特征表现为时变场，电压、电流随时间变化的速率极快，功率极高。电压可高达数百兆伏，电流达400kA，中心温度达30000℃，其电流的宽束能量是太阳表面的6倍，50%的雷电流平均约为30kA。

图1 直击雷及雷电电磁脉冲的危害

图2 电源线穿金属管埋地敷设示意图

自然界的雷击灾害主要分为直接雷击灾害和雷电电磁脉冲（Lightning Electro-magnetic Pulse，LEMP）造成的危害。

直击雷是带电云层对大地、建（构）筑物、防雷装置、其他物体间的放电现象。……