Wyładowania atmosferyczne powstają na skutek gromadzenia się ładunków elektrycznych w chmurach burzowych i w związku z różnicą potencjałów między nimi a ziemią. Pioruny mogą mieć dwojaki charakter. Występują między sąsiednimi warstwami chmur (nie są wtedy groźne dla obiektów naziemnych) oraz między chmurami a ziemią. W tym drugim przypadku przebywanie na otwartym terenie w czasie burzy wiąże się z niebezpieczeństwem bezpośredniego porażenia.

Wyładowanie atmosferyczne różni się tym od iskry elektrycznej, że jest od niej o wiele silniejsze, natężenie prądu powstającego przy uderzeniu pioruna dochodzi do 250 kA, a ciepło wytworzone przepływem prądu bezpośrednio lub pośrednio powoduje zapalenie się palnych materiałów znajdujących się w pobliżu. Narażone na uderzenia są przede wszystkim obiekty najwyższe na danym terenie. Uderzenie pioruna w drzewa powodują ich rozerwanie i pęknięcie, metalowe przedmioty, przewody ulegają stopieniu, a uderzenie pioruna w przewody linii elektrycznej może spowodować w sąsiednich transformatorach, generatorach i odbiornikach przebicie izolacji, powstanie łuków elektrycznych i w konsekwencji pożar.

Szczególnie zagrożone są obiekty nie posiadające odpowiednich instalacji zabezpieczających. Pioruny wywołują często duże uszkodzenia powstające zarówno poprzez bezpośrednie działanie wynikające z ich natury jak i wtórne np. przepięcia. Uderzeniom piorunów towarzyszy szereg zjawisk bardzo niekorzystnych z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego. W szczególności można do nich zaliczyć:cieplne i dynamiczne działanie energii wyładowania,wysokie napięciewtórne działanie pioruna.

Skutki uderzeń pioruna

Piorun może wywołać pożar. Uderzenia rozrywają pnie drzew i mury, potrafią oderwać płyty kamienne wykładzin dachowych, murów ważące do 100 kg i odrzucić je na kilka metrów, przepalają cienkie druty, wywołują uszkodzenia instalacji elektrycznych, telefonicznych i innych opartych o metalowe przewody, niszczą urządzenia elektryczne. Działanie na urządzenia elektryczne zapoczątkowywane jest poprzez bezpośrednie lub pośrednie uderzenie pioruna w sieć, a także w wyniku indukowania się napięcia w wyniku impulsu elektromagnetycznego gdy piorun uderzy niedaleko od sieci.

Wyładowania atmosferyczne zagrażają aparaturze elektronicznej w dwojaki sposób:

• przepływ prądu piorunowego może uszkodzić aparaturę i instalacje

• impuls elektromagnetyczny spowodowany wyładowaniem, może zaindukować duże napięcie

Parametry wyładowania piorunowego:

• wartość szczytowa prądu

• maksymalna stromość prądu

Wartość szczytowa prądu określa napięcie, które może zaindukować się wskutek uderzenia pioruna. Załóżmy że wartość szczytowa pioruna, który uderzył w budynek wynosi 140kA. Niech rezystancja uziemienia (bezindukcyjnego) budynku wynosi 2ohmy (co jest bardzo małą wartością). Napięcie związane z przepływem tego prądu wynosi 280kV. Jeżeli nie zostały zainstalowane ograniczniki przepięć takiemu właśnie zakłóceniu zostaną poddane linie zasilające i telekomunikacyjne. Nie wytrzyma żadne urządzenie do separacji galwanicznej (nawet transformator z izolacją olejową). Uziemienie jest niewystarczające w przypadku uderzenia pioruna w budynek.
Czas narastania prądu jest kolejnym parametrem wyładowania. Im jest on krótszy, tym krótszy jest impuls elektromagnetyczny powstający podczas wyładowania. Napięcie zakłócające które może się zaindukować podczas przepływu fali elektromagnetycznej jest proporcjonalne właśnie do wartości tego parametru. Pole elektromagnetyczne powstałe podczas wyładowania ma wąskie widmo w zakresie fal długich. Dlatego może z łatwością wnikać do wnętrza budynków. Dodatkowo, ma ono charakter magnetyczny co utrudnia ekranowanie. Napięcie indukowane przez taki impuls może osiągać wartości 100 V/m² (w przypadku gdy piorun uderzył 100 m od urządzenia, dziesięciokrotne skrócenie tej odległości powoduje dziesięciokrotny wzrost SEM]).