由于变电所和架空线直接相连接，而线路的绝缘水平又比变电所内的电气设备高，因此沿着线路侵入到变电所的雷电波的幅值很高。如果没有相应的保护措施，就有可能使变电所内的主变压器或其他电气设备的绝缘损坏。而变电所一旦发生雷击事故，将使设备损坏，造成大面积停电，给工农业生产和人们的日常生活带来重大损失和严重影响。所以，对于变电所而言，必须采取有效的措施，防止雷电的危害。变电所的防雷保护措施如下。
1．装设避雷针
装设避雷针保护整个变电所建筑物免受直接雷击。
避雷针可以防护直击雷。避雷针可以单独立杆，也可以利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔；但变压器的门型构架不能用来装设避雷针，以防止雷击产生的过电压对变压器发生闪络放电。
选择独立避雷针的安装地点时，避雷针及其接地装置与配电装置之间应保持合适距离：在地上，由独立避雷针到配电装置的导电部分之间．以及到变电所电气设备与构架接地部分之间的空气隙一般不小于5m。在地下，由独立避雷针本身的接地装置与变电所接地网间最近的地中距离一般不小于3m。
2．装设架空避雷线及其他避雷装置
装设架空避雷线及其他避雷装置作为变电所进出线段的防雷保护，主要是用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所损坏了主变电所的这一关键设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。
35kV电力线路，一般不采用全线装设架空避雷线的方法来防直击雷，但为防止变电所附近线路上受到雷击时雷电沿线路侵入变电所破坏设备，需在变电所进出线l-2km段内装设架空避雷线作为保护，使该段线路免遭直接雷击。为使上项保护段以外的线路受雷击时侵入变电所内的过电压有所限制，一般可在架空避雷线的两端装设管型避雷器，其接地电阻不得大于10Ω。
对于电压35kV、容量3200kVA以下的一般负荷变电所，可采用简化的进出线段保护接线方式。对于10kV以下的高压配电线路进出线段的防雷保护，可以只装设FZ型或FS型阀型避雷器，以保护线路断路器及隔离开关。
3．装设阀型避雷器
装没阀型避雷器对沿线路侵入变电所的雷电波进行防护。
变电所的进出线段虽已采取防雷措施，且雷电波在传播过程中也会逐渐衰减，但沿线路传人变电所内的部分，其过电压对内部设备仍有一定危害。特别是对价值最高、绝缘相对薄弱的主变压器更是这样。故在变压器母线上，还应装设一组阀型避雷器进行保护。
6～10kV变电所中，阀型避雷器与被保护的变压器间的电气距离，一般不应大于5m。为使在任何运行条件下，变电所内的变压器都能够得到保护，当采用分段母线时，其每段母线上都应装设阀型避雷器。
4．低压侧装设避雷器
该避雷器主要用在多雷区，防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器的低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。需要注意的是，防雷系统的各种钢材必须采用镀锌防锈钢材，连接方法要用焊接。圆钢搭接长度不小于6倍直径，扁钢搭接长度不小于2倍宽度。
发电厂防止直击雷的最有效办法是装设避雷针，同时变压器、其他电气设备或建筑物均在其保护范围内，以防止遭到直击雷的破坏。为了防止感应雷的危害，应使一切处于雷电流产生的电磁场内延伸开的金属物件都有良好的闭合回路。建筑物内凡有管道接头、弯头等连接不可靠的地方，都要用金属跨接。对于建筑物内有长的并行敷设的导电物体如金属管道的情况，若其间距较小也应用金属将其连接起来。
