Надежность защиты электрических станций и подстанций от грозовых перенапряжений должна быть значительно выше надежности молниезащиты линий электропередачи. Это определяется значительно большим ущербом от грозовых
перенапряжений на подстанциях, чем на линиях. Внутренняя изоляция силовых трансформаторов и другого подстанционного оборудования имеет меньшие уровни по сравнению с изоляцией линии и не имеет свойства самовосстановления после погасания дуги грозового перекрытия.
Защита оборудования подстанций от прямых ударов молнии обеспечивается стержневыми молниеотводами. Кроме того, необходима защита от волн, возникающих на линиях, отходящих от подстанции, при ударах молнии в провода или опоры этих линий.
Защита от набижних волн (incoming wave; arriving wave), базируется на выборе ОПН или разрядников с соответствующими защитными характеристиками, выборе их числа и места установки, а также на усилении защиты подходов линий для снижения числа набижних волн с большой крутизной напряжения на фронте.
Как и для линий электропередачи, для сравнения эффективности различных мероприятий молниезащиты подстанций применяется ряд критериев.
Уровень грозостийкости, как и для линий электропередачи, определяется верхними пределами амплитуды тока молнии при прямых ударов в подстанцию, при которых еще не происходит прямого или обратного перекрытия между токоведущими и заземленными частями объекта. Уровень грозостийкости позволяет оценить вероятность повреждения оборудования на подстанции во время прямого удара молнии в молниеотвод (lightning arrester; lightning discharger; lightning conductor) или во время прорыва молнии на защищенное оборудование, минуя молниеотводы. Для оценки вероятности повреждения от набижних волн на подстанцию использовать уровень грозостийкости как критерий оказывается невозможным, поскольку амплитуды перенапряжений в разных точках подстанции существенно зависят не только от амплитуды, но и от крутизны фронта набижних волн перенапряжений.
Кривая опасных волн представляет собой границу области безопасных сочетаний амплитуды и крутизны (или длины фронта) волн, дошедших до подстанции. Вероятность повреждения оборудования подстанции вследствие набижних волн может быть определена путем интегрирования плотности вероятности всех возможных сочетаний их амплитуды и крутизны по области, расположенной выше кривой опасных волн.
Показатель надежности молниезащиты является более объективным критерием эффективности молниезащиты подстанции. Он определяется как среднее ожидаемое число лет безаварийной работы подстанции при грозовых воздействий.