近年来,人们对雷电防护意识的加强和防雷技术的发展,尤其是接闪器、引下线、接地体等外部防雷方法的使用使直击雷击造成的破坏正在减少,而伴随直击雷同时产生的雷击电磁脉冲(LEMP)及雷电感应的破坏作用凸现出来,由此人们逐步注重内部的防雷方式,包括屏蔽,等电位连接,接地系统设计。有时这些措施甚至还不够,一些电气电子信息设备耐受过电压、过电流能力比较差,这时安装性能良好的电涌保护器(SPD)能使防护效果得到显著的提高。研究分析了雷电流的几个基本特征,使用matlab软件对国际上雷电流的四种数学表达式进行波形仿真分析,比较了用于模拟雷电冲击电压、电流波的适用数学模型和幅频特性以及能量分布。得出以下结论:双指数模型适合用来模拟常用测试波形10/350μs、1.2/50μs;幂级数函数模型适合用来模拟8/20μs。各种模拟雷电流的波形共同点是所包含的频谱从低频一直延伸到高频,集中于低频处,通过对频谱分析得知能量主要集中在10kHz以内,在1MHz以上时,能量分布趋于0,波头陡度与能量分布有关。频谱与能量的分布符合国內外研究人员对实际雷电流观测分析的结果。对常用SPD测试方法进行了详细分析。在此基础上对SPD性能展开研究:对压敏电阻的几种组合进行试验,得出可行的组合方式。对开关型和限压型电涌保护器进行了配合实验,两级之间的合适电感值能有效地分流线路上的暂态过电压、过电流,电感也能够降低作用于后级压敏电阻上冲击电流的波头上升陡度,减少对设备的高频干扰;对常用的过电压保护器件在雷电沖击电流、电压下的响应特性进行了试验,并给出了电子设备电涌保护器的设计方法。根据波的折反射和彼得逊法则,由集中参数等值电路代替分布参数线路,对过电压保护器件和其他元器件的组合进行分析,包括并联电容、串联电感、T型低通滤波器。用电磁暂态过程仿真计算软件ATP进行仿真研究,表明输出的电压陡度和幅值与滤波时间常数有关以及T型电路的特性阻抗和滤波时间能够影响限压效果。用仿真得出的数据送入matlab进行频谱分析,表明用以上的组合能使较高的频率得到明显的抑制。最后指出为更好的滤除雷电过电压中的高频分量,除了可以采用一般的低通滤波电路如T型、LC型等,还可以对滤波电路进行改进,或采用多级保护电路得到更好的高频衰减。