由于早期的电信设备是由机械继电器、线圈、真空管等元件构成的，它们在某种程度上不受雷击和电源故障的影响。不过随着步进开关和数字回路载体被更加现代化的设备（如多路复用器、路由器、网关和IP交换机）所取代，对于保护此类设备免受因雷击和电源故障造成的系统瞬态现象影响的需求也在日益增加。
雷击
在发生雷电风暴时，瞬态电压通过雷电流被导入电信系统，雷电流会进入空中电缆的导电屏蔽层，或通过大地电流进入埋在地下的电缆。
当发生这种情况时，流经电缆导电屏蔽层的电流会在正极线（Tip）和负极线（Ring）导体的末端产生同等的电压。这就是纵向电压浪涌，由此产生的峰值和波形由瞬态电流在电缆中传输的距离及电缆的制造材料所决定。
尽管由雷击导致的浪涌在本质上都属于纵向浪涌，但是，终端设备不平衡和初级保护器的不对称运行也可能产生金属瞬态浪涌。终端设备上经常发生从正极线（Tip）到负极线（Ring）的浪涌，这也是大多数监管机构要求为电信设备同时提供纵向和金属浪涌保护的主要原因。
电源故障
对于电信电缆来说，另一种常见的系统瞬态现象是由与交流电源系统接触而造成的。电极、沟槽、地线的一般使用会造成接触程度不一，可划分为直接电源故障、电力线感应和地电势上升。
当电源线与电信电缆直接接触时，会发生直接电源故障。直接接触通常是由树木倒落、冬季结冰、强雷暴天气和交通事故所导致。直接电源故障可导致线路中出现较大电流。
当电信电缆和供电电缆之间的距离很近时，通常会产生电力线感应。电缆间的电磁耦合可将系统瞬态电流导入电信电缆中，进而造成位于电缆末端的终端设备发生过热和起火。
地电势上升是大故障电流流入大地中的结果。由于土壤电阻率不同及存在多个接地点，因而可能会出现系统势差。
雷击
雷击是大自然中最常见的危险现象之一。全球大约随时发生着2,000场雷暴雨，其中每秒发生的雷击落地事件超过100次。据IEEE C.62统计，美国一年中平均每平方英里发生的雷击次数达到52次，造成100死、250伤及超过一亿美元的设备财产损失。
雷击现象
雷击是在常见的雷雨天气中由雨、冰、上升气流、下降气流的复杂交互作用产生的。云层中雨滴和冰雪的运动会造成大量电荷积聚在雷暴云的顶端和底端。通常情况下，正电荷集中在雷暴云的顶端，负电荷则集中在雷暴云的底端附近。当两端电荷的势差超过两端之间空气的绝缘电阻时，就会发生雷击。
雷击的形成
当较低云层中所包含的负电荷开始增加并吸引地面上的正电荷的时候，就会开始形成云层到地面的雷击。当负电荷的形成达到最大程度时，被称为“阶梯先导”的电子开始涌向地面。阶梯先导以50米的递增量移动，为雷击的发生准备好电通路（通道）。随着阶梯先导越来越接近地面，正电荷和负电荷之间的相互吸引作用会把正电子流从地面拉向阶梯先导。该正电荷流被称为电子流。当电子流和阶梯先导接触时即形成了云层和地面之间的完整电路。在这一瞬间，会有大量电子流以一半的光速涌向地面，完成闪电的形成。
闪电
当阶梯先导和电子流接触时会形成第一道闪电，将电流导向地面。随后，当大量负电荷继续沿阶梯先导上行时，会发生3至4次雷击。这些随后的闪电被称为回闪，将空气加热到50,000°F以上，并引起与雷击相关的闪烁闪光。大多数闪电的持续时间在500微秒到一秒之间。
在发生雷击时，相关电压范围为 20,000 V 至 1,000,000 V，电流平均约为 35 kA。然而，测得的与雷击相关的最大电流高达300 kA。
关于雷击的10大知识要点
- 平均每秒发生100次雷击落地事件。
- 雷击可对最远一公里以外的计算机和其他电子设备产生影响。
- 雷击会使电源、数据通信、信号和电话线路产生瞬态过电压（速度极快的电涌现象）。此类电涌会被传输至易损设备，对其造成影响。
- 易遭雷击的电子设备包括计算机和外围设备、楼宇管理系统、IP-PBX系统、CATV设备、火警和安防系统、PoE系统、照明阵列等。
- 瞬态过电压会造成设备和电路在瞬间损坏，进而导致损失严重的长时间运营中止和潜在损坏，并可在数周或数月后导致故障停机。
- 即便设备位于装有避雷设施的建筑物中也仍然面临很大风险，这是因为建筑中的避雷装置是用于防止对建筑物造成损坏以及保护人员生命安全的。
- 虽然大多数企业都面临风险，不过校园或拥有多个建筑物的场所更易遭受攻击。
- 雷击可能攻击同一地点（且确实发生过此类事件），并可多次攻击同一地点。若某些场所曾遭受过雷击，则说明这些场所易遭受雷击，且通常在数月之内会再次遭受雷击。
- 使用保护装置来保护电子系统免受瞬态过电压损坏所需的费用仅为损坏所造成损失的一小部分。
- Littelfuse设计并生产高质量的雷击保护设备。