对雷电和瞬态过压损害低压系统的机理进行了分析，介绍了雷电侵入低压系统的几种途径及有关的防护方法。
随着科技的发展，先进电子设备的应用日益广泛：电子医疗诊断系统、通信系统、工业自动化集成控制系统、计算机网络等等。这些功能越来越强大的敏感电子设备的工作电压却在不断降低，因而瞬态过压—特别是雷电形成的瞬态过压对它们造成损害的可能性大大增加。
1 瞬态过压和雷电
1．1 瞬态过压
所谓瞬态过压是指微秒至毫微秒之内产生的尖峰冲击电压，如图1：
这种尖峰冲击电压有别于一般电源上所谓过电压，因一般电源过电压可能维持数秒以上，过压幅值较小，而这种尖峰冲击电压幅值有时会非常高，既可能发生在电源系统中，也可能发生在信号系统中。
瞬态过压现象的发生与整个自然界和人为的电气系统的设备操作有关，自然界的雷电、极光、电晕、静电、辐射和电离，都可能导致瞬态过压。在各种不同类型的瞬态现象中，雷电和开关转换冲击是最普遍的低压系统事故根源。瞬态过压进入低压电子系统的时候，能使电子电路产生故障或损坏。据据守估计，电子设备发生的误动作，平均有一半是瞬态过压造成的，损失难以估量。
因此，在当今电子化时代，雷电和瞬态过压成了一大公害，它造成的损失可分为4个层次：
每次冲击造成电子设备元器件的损伤，使其工作寿命缩短；
多次冲击后导致设备损坏，而更换和维护设备需要人力、物力；
因设备故障导致业务停顿造成各类损失。例如邮电通信的GSM基站因雷击故障后，本基站覆盖范围内移动通话收入的减少；
因业务突然停顿造成的信誉等不可估量的间接损失，如用户打不通手机，对电信部门服务质量的抱怨（不能保证通信顺畅）。
1．2 开关切换造成的瞬态过压
导体上有电流流动时，就会产生磁场把能量存储起来，电流越大及导线越长，储能就越多。所以，当电力传输线中断和大负载切换时，在线路上能测到高达3500V的瞬态电压。
1．3 雷电造成的瞬态过压
一次雷电闪击过程一般由3部分冲击电流组成：第一部分是10μs内从0上升到100kA；第二部分是第一部分开始后半部5ms内达到2kA，总电荷超过20C；而第三部分是在两秒内达到200C。因此，雷击的要害是功率大、能量小、电流大和快速的电流变化。
根据IEC1312－1（02．95）的定义，供分析用的一次闪击由下列雷击组成：
＊一个正或负极性的首次雷击
＊一个负极性的后续雷击（首次以后的雷击）
＊一个正或负极性的长时间雷击
首次雷击10／350μs（参见图2）和后续雷击0．25／100μs电流波形的数学表达为i＝（I／h）｛（t／τ1）10／［1＋（t／τ）10］｝exp（－t／τ2）………………（1）
（1）式中：
I———峰值电流；A
h———峰值电流的修正系数；
t———时间；S
τ1———波头时间常数；τ2———波尾时间常数。
我们可以按雷电冲击侵入设备的不同形式将雷击分为直击雷和感应雷。
设备或线路遭到直接雷击，全部雷电流都可能经过这些设备或线路再入地导走，这种情况称为直击雷。由于落雷的设备或线路上可能承载巨大的雷电流的冲击，因此直击雷造成的破坏性极大。感应雷分为静电感应和电磁感应。雷电形成时，雷雨云底部集中了单极性电荷（如负电荷），由于对地电场的作用，雷雨云下部的大地感应出相应的正电荷，这就形成了静电感应电场。当雷击放电发生时，雷云和大地之间的电场消失，但雷电在周围空间形成很强的电磁场。由于电磁感应，在被保护物上会产生感应过电压，其过电压幅值与雷电流幅值成正比，与雷击点距离成反比。雷电磁场达到0．07高斯和2．4高斯时会导致微电子设备失灵和损坏，这相当于100kA的雷电流流过避雷针时，距离避雷针2．8km及80m处的磁场。一般来说建筑物内的电子设备和避雷针的距离要比这个距离小得多。同时也意味着在雷击中心2．8km的范围内都可能产生危险过电压。下面介绍雷击对低压系统的几种耦合侵入方式并通过实例加以说明：
1．3．1 电阻耦合过电压，见图3（如由屏蔽层电阻或接地电阻引起的耦合）
雷击a处时，雷电流入地产生的泄放电流和电压降，在a处和b处之间产生电位差E。由于建筑物b端的电缆屏蔽层没接地，在电缆屏蔽层和建筑物b的接地系统间会出现电位差△V。△V的一部分以共态电压△V1的形式加在等效负载Zb和建筑物b的接地系统间。
1997年7月，南昌向塘机场塔台遭受雷击，部分计算机网络损坏，塔台内的自动转报通信接口正常。机场通信站距离塔台较远，通信站内除与塔台的自动转报通信电缆相连的接口板损坏外，其余众多通信电子设备均正常。通信站与塔台之间的通信电缆是全部埋地铺设的。经过仔细分析事故原因，结果发现从塔台来的通信电缆进入通信站内上配线架时，电缆的屏蔽层没有接地，导致对应的通信接口板损坏。这是雷击透过电阻耦合过电压经屏蔽层破坏设备的典型例子。
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