雷电的产生原因学术界仍有争论，普遍的解释是地面湿度很大的气体受热上升与冷空气相遇形成积云，由于云层的负电荷吸附效应，在运动中聚集大量的电荷。当不同电荷的积云靠近时，或带电积云对大地的静电感应而产生异性电荷时，宇宙间将发生巨大的电脉冲放电，这种现象称为雷电。
一、雷电流
据试验资料报道，雷电过电压产生雷电的冲击波幅值可高达1亿伏，其电流幅值也高达几十万安培。雷电流波形如图1(a)所示。由图可见，形如锯齿波。图中在0点通过C点（电流峰值的10%处）和B点（电流峰值的90%处）作一条直线与横轴相交的点。图中T1称为波前时间指0点到E点（1.25T处）的时间间隔。T2称为半峰值时间指由0点到电流峰值再到峰值下降至一半的时间间隔。例如较常见的8/20μs模拟雷电流波形（在很多避雷元件上均标有8/20μs或10/350μs等），指该雷电流波形为T1=8μs±20%，T2=20μs±20 %的典型雷电流。
图1：雷电流波形及雷电区
直击雷是雷电直接击中建筑或电气设备或线路，造成强大的雷电流通过击中的物体泄放入地。感应雷是指附近发生雷击时设备或线路产生静电感应或电磁感应所产生的雷击。直击雷与感应雷波形如图1 (b)所示，由图可见，直击雷峰值电流可达75kA以上，所以破坏性很大。大部分雷击为感应雷，其峰值电流较小，一般在15kA以内。
依据雷电活动的日期，将发生雷闪或雷声的时间称为雷暴日。依据雷电过电压大小及每年平均发生雷暴过电压次数，可将雷电地区分为高、中、低区。由图1（c）可见，以6kV雷击过电压而论，在低雷区每年不发生这种过电压雷击，而在中雷区每年平均发生3~4次，在高雷区每年平均有70次。说明同一雷击过电压情况下，高雷区雷击次数最多。
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二、雷电危害的形式
雷云对大地及地面物体的放电现象称为雷击。雷击的危害形式主要来自于三方面：直击雷、感应雷和雷电过电压侵入。
1、直击雷
直击雷是直接击在建筑物或防雷装置上的闪电。大气中带电的雷云直接对没有防雷设施的建筑物或其他物体放电时，强大的雷电流通过这些物体入地，将产生破坏性很大的热效应和机械效应，可导致建筑物或其他物体损坏和人畜死亡。
通信局（站）的建筑物遭受直击雷时，雷电流通过接闪器、雷电引下线和接地体入地泄放，导致地电位升高，如果没有良好的等电位连接等防护措施，可能产生地电位反击损坏设备的现象。移动通信基站等宜尽量增大机房接地引入线与雷电引下线在地网上引接点的距离，就是为了减轻地电位反击对机房内设备的影响。
2、感应雷
感应雷是雷云放电时对电气线路或设备产生静电感应或电磁感应所引起的感应雷电流与过电压。通信局（站）大部分的雷击为感应雷击。在导线中产生的感应雷电流比直击雷电流小很多，一般幅值在20kA以内。
感应雷电的电磁传播可分为传导耦合和辐射耦合。传导耦合是由各种导线、金属体、电阻和电感及电容性阻抗耦合到电子设备上的，也可以由公共接地阻抗公共电源耦合危害设备；辐射耦合则是通过空间以电磁场形式耦合到电子设备的接收天线及传输电缆上，以危害电子设备。只要摧毁设备的电子元件就可以摧毁电子设备。而现在的电子设备均由低电压的晶体管、集成电路等构成。很小的脉冲电流就能击穿晶体管和集成电路，表2-2为各种电子器材的击穿（破坏）能量。
表2-2：各种电子器材的击穿（破坏）能量
3、雷电过电压侵入
因特定的雷电放电，在系统中一定位置上出现的瞬态过电压，称为雷电过电压。通信系统的外引线在距离通信局（站）稍远的地方遭到雷击，部分雷电过电压将沿这些外引线进入到机房设备中，形成雷电过电压侵入。
三、雷电流的危害
雷电流在放电瞬间浪涌电流高达1kA~100kA，其上升时间不到1μs，其能量巨大，可损坏通信建筑物，中断通信，危害人身安全。
1、对建筑物的危害
根据GB/T 21714.1《雷电防护 第1部分：总则》，对建筑物产生影响的雷电可能导致建筑物本身、内部物体以及人和动物受到损害，包括内部系统的失效。这些损害和失效也可能蔓延至四邻，甚至影响局部环境。表3-1-1给出雷电对各类建筑物的影响，包括对通信局（站）的影响。
表3-1-1：雷电对各类建筑物的影响
雷电流是直接危害源，按雷击点相对于所考察的建筑物的位置，应分为S1~S4的四种，具体详见下表3-1-2，包括其相应的危害影响。因此，雷电可能产生D1、D2和D3的三种基本危害类型，具体详见下表3-1-3中。
表3-1-2：雷电流对建筑物的危害源的位置及其危害影响
表3-1-3：雷电流对建筑物的危害类型
2、对通信大楼的危害
现代通信大楼虽然已采用钢框架及钢筋互连结构，同时也采用常规防雷措施，如在大楼房顶上若设有天线铁塔时，在铁塔上安装了避雷针，而且避雷针由引线与接地装置互连；还在大楼顶层安装了避雷带和避雷网，又用连线与地相连。因此现代通信大楼己几乎不再发生直接雷击。但是环境恶劣的移动通信站、程控交换模块局、无人值守网路终端单元，均可遭受到直击雷。
据资料报道：具有钢框架及钢筋互连结构的电信大楼，倘若发生直击雷电时，其雷浪涌电流也不可以低估，这种电流从雷击点侵入，流至大楼的墙、柱、梁、地面的钢框架和钢筋中。而经避雷针流入的电流不多，绝大部分电流集中从外墙流入（也有少量从立柱中流入）。又发现在大楼内的雷浪涌电流几乎都从纵向立柱中侵入，而通过横向梁侵入的电流十分少。
依据试验资料，若大楼外墙为混凝土钢筋结构时，由雷浪涌电流产生的楼层间电位差很小，如峰值为200kA，波长为12μs的浪涌电流层间电位差仅为0.8kV。若在相同条件下大楼外墙无钢筋结构时，层间电位差高达8.2kV。此外，在雷浪涌电流入侵的柱子附近，还存在着很强的磁场（但是在柱子与柱子之间的磁场有所削弱）。
从过去遭受直击雷实例来看，当大楼的钢框架或钢筋侵入雷浪涌电流时，使设在同一大楼内的各种电气设备之间产生电位差，同时还会出现很强的磁场。另外还引起地电位上升，所以对大楼内通信装置或电源设备及其馈线路造成很大干扰。
还有，虽因通信大楼本身遭受直击雷的概率及范围小，故在造成的破坏中不是主要的危险，但感应雷及雷电过电压的带来的间接危害则不容忽视，具体表现如下表3-2所示。
表3-2：雷击对通信系统的其他影响
3、对电缆的影响
直击雷的冲击波作用于电力电缆附近大地时，雷电流会使雷击点周围土壤电离，并产生电弧，由于电弧形成的热效应，机械效应及磁效应等综合作用而使电缆压扁，并可导致电缆的内外金属粘连短路。另外，雷击电缆附近树木时，雷电流又可经树根向电缆附近土壤放电，也可使电缆损坏。感应雷可在电缆表层与内部的导体间产生过电压，也会使电缆内部遭受破坏。因为雷电流在电缆附近放电入地时，电缆周围位置将形成很强的磁场，进而使电缆的内外产生很大的感应电压，造成电缆外层击穿和周围绝缘层烧坏。
另外，雷电流的危害是直接产生过电压过电流对通信设备和系统造成危害，为此，我国国家标准GB/T 21545《通信设备过电压过电流的保护导则》给出了相应的保护导则。
