开展雷电电磁脉冲与不同类型埋地电缆耦合效应的观测试验,对于研究了解埋地电缆雷电感应电压信号特征及其对所连接设备影响的定量分析非常重要。本文结合2008年和2009年夏季中国气象科学研究院雷电物理和防护工程实验室(LiP&P)在“中国·广州野外雷电试验基地”进行的自然闪电和人工触发闪电野外观测试验,以埋地电源电缆、信号电缆以及控制电缆作为试验对象,设计了一套用于测量埋地电缆雷电感应电压的观测系统,该观测系统以DL708/DL750P数字示波记录仪进行雷电感应电压数据记录,以快电场变化信号作为系统触发信号源,由示波记录仪进行同步记录,自然闪电的距离通过声光差来估测,详细信息例如经纬度、电流值等利用闪电定位系统(LLS)获得,该观测记录系统具有多通道、高采样率、大容量、多通道同步记录等优势。本文对不同类型埋地电缆雷电感应电压的波形特征和幅频特性进行了大量观测。利用试验期间获取的快电场变化信息和埋地电源电缆感应电压数据,分析得到云闪放电阶段、地闪预击穿、梯级先导以及回击阶段四类典型闪电放电过程在埋地电源电缆上产生的雷电感应电压特征,结果表明地闪回击阶段在埋地电源电缆上产生的雷电感应电压幅值明显大于其他三类闪电放电过程,相对于地面电源电缆,埋地电源电缆雷电感应电压频谱幅值始终较低,其中土壤对雷电电磁脉冲具有衰减作用,905.5kHz～1.535MHz的频段幅值衰减尤为明显,并且对入射电磁能量的吸收损耗随频率的升高而增加。结合试验结果提出了计算土壤的屏蔽效能的方法,试验场地的土壤平均屏蔽效能为5.49dB。不同屏蔽材料的频谱分析结果表明,埋地电缆雷电感应电压的频率主要在1MHz以下。钢带屏蔽层能够有效地降低雷电电磁脉冲中较高频率分量的作用,从而使控制电缆雷电感应电压400kHz～1MHz的频率分量大幅度减少。铜编织带屏蔽层比钢带屏蔽层能够更有效地降低雷电电磁脉冲中较低频率分量的作用,从而使信号电缆雷电感应电压50kHz以下频率分量的削弱明显。具有铜编织带屏蔽层的埋地信号电缆对雷电电磁脉冲的防护效果更好。