Выбросы напряжения, возникающие в электроцепях, которые превышают 5-6% от номинального или даже достигающие нескольких тысяч вольт на очень короткое время (несколько нано-, микро- или миллисекунд) называют перенапряжением. Последнее называют кратковременным перенапряжением, возникающим, например, при включении/выключении питания или ударе молнии. Такие выбросы напряжения могут привести к возгоранию полупроводниковых элементов и сетевых кабелей и таким образом выводу из строя сети в целом.

Для защиты электроцепей от перенапряжений обычно используют схемы, встраиваемые в местах соединений кабелей и состоящие из варисторов, стабилитронов (диодов Зенера) или танталовых резисторов и конденсаторов. Однако эти схемы не обеспечивают достаточную защиту наружных ретрансляторов и базовых станций с антеннами и ее волноводами от удара молний, особенно учитывая, что эти антенны являются самым уязвимым и наиболее «притягательным» элементом для атмосферных электрических разрядов во время грозы, наиболее эффективную защиту от которых могут обеспечить только грозоразрядники (грозозащита).

Место установки грозоразрядного устройства является одним из основных вопросов для таких комплексных систем как базовая станция, которую мы используем в качестве примера. Как видно на рисунке, грозозащита устанавливается непосредственно перед приемо-передатчиком с заземлением обоих. К нему подключаются все имеющиеся линии: силовая, управляющая, коммуникационная и антенный кабель.

Рисунок 1

В качестве грозоразрядного устройства обычно используются газоразрядные трубки или реже четвертьволновые воздушные грозоразрядники. Грозоразрядник, сопротивление которого стремится к бесконечности (10 ГОМ), не выполняет в цепи никаких других функций кроме гашения кратковременных импульсов перенапряжения, в том числе от удара молний, в искровом промежутке, наполненным газом, сопротивление которого резко уменьшается и он становится сверхпроводимым за счет увеличения количества носителей заряда - свободных электронов, отделяемых от его молекул в результате их столкновения с электронами тока, возникающем при перенапряжении. Скорость уменьшения сопротивления настолько высока, что позволяет, практически, мгновенно погасить лишнее напряжение за счет сверхтока, наблюдаемого нами в виде искрового разряда.
Выделяемая при искровом разряде энергия, частично преобразуется в тепловую, а сверхток уходит через заземляющие проводники. Таким образом, воздействие перенапряжения на электронное оборудование минимизируется до абсолютно безопасного уровня. После гашения перенапряжения газоразрядная трубка не всегда остается исправной, поэтому при выходе ее из строя подлежит замене.