應洪正最近幾十年來，一種以信息技術為核心的高技術得到了迅速發展，從而引發了一場新的科技革命，信息技術已成為這場科技革命的基礎與核心。因此，國內外都十分重視信息技術的開發與應用，尤其是最近10年來，國內各行各業都在日益廣泛地采用信息技術裝備自己，其規模和速度都是空前的，但是在這種信息技術的開發與應用中，由于信息系統的電磁兼容能力低下，抗雷電電磁脈沖過電壓的能力十分脆弱，在閃電環境下的易損性較高，因此雷電已成為信息技術應用中的一大公害。為了消除這一公害，人們采用了各種防雷保護措施，以求雷電安全，但是其結果是有的取得了預期的防雷效果，保證了電子信息系統的雷電安全；而有的則反遭雷擊，損失更大。究其原因就在于不同的防雷保護方法，其保護對象、保護重點、保護措施都是截然不同的，如不能正確的應用，必然會造成不良的后果，為此本文特作如下闡述，以供交流。
1　常規（傳統）的防雷保護方法
　　由《建筑物防雷設計規范》可以看出，常規防雷的保護對象主要是保護建筑物免遭直接雷擊，防雷保護的措施主要是裝設避雷針或避雷網（帶），其中避雷針的應用最為普遍，如各種建筑物、各種設施的頂端（如樓頂、塔頂、油罐頂、煙囪頂、柱燈頂、獨立避雷塔頂等）都布滿了避雷針，這說明避雷針是深受“歡迎”的。問題在于這種常規的防雷方法已有250年的歷史了，人們經過長期的實踐證明它對直擊雷的保護是有效的，因此給人們一種錯覺，以為防雷就是裝避雷針保護就行了，但實際上它是引雷的。它是通過自身的高度，在其尖端的高突處形成電場的畸變，在雷云電場的作用下，當尖端的電場強度大于空氣電離場強時，開始電離空氣，形成迎面先導，并與雷云的雷電先驅相遇，完成雷擊過程，也就是說避雷針是通過把雷電引向自身來完成避雷針周圍保護區范圍內的被保護對象免遭直接雷擊的，所以避雷針的保護是靠“引火燒身”來實現的。但在這“引火燒身”的過程中會產生許多負面效應，其中最主要的有：產生感應雷、增加雷擊概率和地電位反擊。
1.1　產生感應雷
　　避雷針引雷后，在強大的雷擊電流入地的過程中，由于雷電流陡度ｄｉ/ｄｔ的作用，在其周圍金屬體內產生再生電壓，即感應脈沖過電壓，它可以來自云中放電，也可以來自對地雷擊，所以其概率比直擊雷大得多，而且作用范圍也大，如一個30ｋＡ的中等雷落在避雷針上所產生的感應脈沖過電壓為：、
　　ｕｊ＝0.2（ｌｎ1000/ａ－1/2）ｄｉ/ｄｔ10-6（ｋＶ/ｍ）（1）
式中，ａ為雷電流引線與被感應導體間的平行距離（ｍ）；ｄｉ/ｄｔ為雷電流陡度，為30/2.6＝11.5（ｋＡ/μｓ）。
　　由式（1）可知，30ｋＡ的雷擊在避雷針周圍導體上耦合的感應脈沖過電壓值見表1。
　　由表可以看出，避雷針周圍500ｍ范圍內的電子信息設備都是其破壞對象。
　　根據（1）式可以看出，感應雷的幅值與雷擊點的距離成反比，與雷電流的幅值和陡度成正比，所以雷擊點越近，雷電流的陡度越大，感應脈沖過電壓就越大，也就越危險，所以用避雷針保護時，由于雷擊點距被保護設備最近，耦合的感應脈沖過電壓最大、危害也就最大。
1.2　增加雷擊概率
　避雷針保護必須要有足夠的高度才能完成其防直擊雷的目的，而避雷針的高度與雷擊概率的關系是
　　Ｎ＝0.015ＴＫ1Ｋ2ｈ2×10－4（次/年）（2）
式中，Ｔ為年雷電日數（日）；Ｋ1為落雷不均勻系數，易受雷擊的建筑物Ｋ1＝1.5～2.0；Ｋ2為建筑物材料影響系數。金屬材料Ｋ2＝1.5，非金屬材料Ｋ2＝0.15；ｈ為避雷針高度（ｍ）。
　　由此可知，在同樣條件下雷擊概率Ｎ與避雷針高度ｈ平方成正比，因此采用避雷針保護不但是引雷的，而且會大大增加雷擊概率。例如，儀征油庫于1990年6月安裝了兩座65ｍ高的消雷器，據計算雷擊概率增加4.7倍，建成后第10天就招來了第一次雷擊，事隔4年又招來了第二次雷擊，使庫區內的測控設備損壞，造成嚴重的經濟損失。
1.3　地電位反擊
　　在強大的雷擊電流入地后，地電位會瞬間升高，這時的地電位是
　　ｕｘ＝ｉＲ＋ｌ0ｈｄｉ/ｄｔ（ｋＶ）（3）
式中，ｉ為雷擊電流（ｋＡ），此處ｉ＝30ｋＡ；Ｒ為接地電阻（Ω），此處Ｒ＝4Ω；ｌ0為引下線每米電感量（μＨ/ｍ），取ｌ0＝1.67（μＨ/ｍ）；ｈ為接地引下線長度（ｍ），取ｈ＝20ｍ。
　　若取ｉ＝30ｋＡ，Ｒ＝4Ω，ｌ0＝1.67μＨ/ｍ，ｈ＝20ｍ，則ｕＸ＝504.1ｋＶ，該值足以擊穿1ｍ的干空氣。如果與避雷針的接地系統間距離不夠時，就會產生地電位反擊效應，使周圍的設備受到損壞或人員受到傷害。因此用避雷針保護時，必須保持足夠的安全距離（應符合ＧＢ50057－94規范的規定）。
2　電子信息系統的防雷保護
　　電子信息設備不同于一般的電氣設備，因為電氣設備具有較高的抗感應脈沖過電壓的能力，而電子信息設備則截然不同。因為：
　　（1）電子信息設備抗感應脈沖過電壓的能力低下，易受感應脈沖過電壓的襲擊
　　電子信息設備是集電腦技術與集成微電子技術于一身的產品，隨著集成微電子技術的發展，芯片的尺寸越來越小，系統的信號電壓也越來越低，現已降到10Ｖ以下，有的已降到5Ｖ以下，這種產品的電磁兼容能力很差，很容易受感應脈沖過電壓的襲擊。
　　（2）電子信息設備受雷擊的概率較高
　　一般電氣設備主要是受直擊雷的危害，直擊雷的概率相對較低；而電子信息設備不但要受直擊的危害，而且還要受感應雷的危害，而感應雷的概率要比直擊雷高得多。因為感應雷除由直擊雷產生外，還包括遠處放電的電磁脈沖感應，而且直擊雷所產生的感應雷的作用達數百米之遠，所以電子信息設備受閃電危害的概率較高。
　　（3）系統復雜、設備較多、線路較長，給雷電的耦合提供了條件
　　電子信息系統是由信息采集、加工處理、傳輸、檢索等眾多環節組成的。由于系統環節多、接口多、線路長等原因，給雷電的耦合提供了條件。例如，一個信息系統不但有電源進線接口，還有信號輸入輸出接口、天饋接口等。這些接口的線路較長，正符合閃電耦合的條件，是感應脈沖過電壓容易侵入的原因，也是感應脈沖過電壓波侵入的主要通道，所以電子信息系統的致命弱點是電磁兼容能力差，易受閃電的危害。因此，根據雷電電磁脈沖防護標準（ＩＥＣ－1312－1），電子信息系統的防雷保護應根據雷電電磁脈沖的嚴重程度進行分區保護，把需要保護的空間劃分為不同的防雷區（ＬＰＺ），見圖1。圖1中，ＬＰＺＡ為非直擊雷保護區，ＬＰＺＢ為直擊雷室外保護區，ＬＰＺ1為室內第一級建筑屏蔽區，ＬＰＺ2為室內第二級建筑屏蔽區。在分區保護的原則下，進行信息防雷的系統設計是實現全方位保護的重要思想。從直擊雷保護、均壓設計，到感應脈沖過電壓保護等的設計見圖2。不能留有缺口，更不能簡單地裝根避雷針，或買些電子避雷器裝上，就自認為是電子信息防雷保護了。　　根據信息防雷的需要，信息系統的直擊雷保護應采用抑制性的防雷方法，力求減少或避免直接雷擊，因此應防止濫用避雷針保護，宜用避雷網（帶）保護；均壓設計應采用嚴格的一點接地網絡系統，使所有信息設備均從一點獲得基準零電位，所以即使雷電流通過一點接地網絡，地電位只是瞬間升高，各地線間也不會出現毀壞性電位差，也只是“水漲船高”的關系，不會出現危險的基準電位差。可見信息防雷的均壓設計是以信息設備的基準電位相同為基礎的，并保證雷擊時不會出現危險的基準電位差為標準的，這與傳統的均壓觀是有差別的。感應脈沖過電壓的保護應根據分區保護的原則，在信息系統的雷電通道上配置相應的電子避雷裝置，使感應脈沖過電壓波截獲在信息設備之外。
　　實踐證明，經過上述電子信息系統的防雷設計與安裝后，信息系統的雷電安全是可以實現的。如西昌衛星發射中心來函中寫到：“我中心地處四川省涼山州境內，屬強雷暴區，做好雷電安全是保證航天發射的重要環節。為此，中心17＃站、24＃站、6＃站、5＃站、22＃站都先后由銀河公司負責電子信息系統避雷的設計與安裝，至今未發生任何雷擊事故。尤其是22＃站，安裝當年就記錄到18次感應雷，設備均未受損，而以前存在設備經常被雷擊現象。”如此等等，眾多用戶的反饋信息證明，只要根據信息防雷理論進行信息防雷的系統設計，信息系統的雷電安全是有保證的。
3　正確應用兩種不同的防雷保護方法
　　上述兩種防雷保護的對象、重點、方法都是不同的。常規防雷保護的對象是建筑物，防雷重點是直擊雷的危害，防雷的方法是裝避雷針或避雷網（帶）保護；而電子信息系統的防雷重點是感應雷的危害，防雷方法是根據抗雷電電磁脈沖防護標準進行系統設計，通過分區保護來實現的。兩者各有其不同的保護對象，不能盲目套用常規的防雷保護法去解決信息系統的雷電安全問題。
　　根據國際電工委員會（ＩＥＣ）的標準，常規防雷為建筑物防雷，即ＩＥＣ－1024－1；電子信息防雷為建筑物內或建筑物頂部信息系統的防雷，即ＩＥＣ－1312－1，所以兩種不同的防雷其ＩＥＣ的標準是不同的。只有正確認識兩種不同的防雷保護，完成各自不同的防雷保護任務，才能達到防雷的目的，才能有效地保護電子信息設備的雷電安全，使國家少受損失。