As sobretensões devido a raios e surtos de comutação têm impacto significativo no projeto da subestação e na coordenação de isolamento dos sistemas de energia. Quantificar e mitigar seu impacto dentro e ao redor das subestações deve ser investigado para permitir a determinação dos níveis de sobretensão e sua probabilidade em toda a subestação. Isso facilita os procedimentos de coordenação de isolamento com o objetivo de reduzir a taxa de falhas, interrupções do sistema e custos de restauração. Para reduzir as interrupções do sistema, o nível de resistência de tensão é selecionado de forma a permitir que ocorram flashovers em pontos selecionados (por exemplo, lacunas de coordenação) longe de equipamentos caros e difíceis de reparar. Em altas tensões do sistema, geralmente é mais econômico usar proteção contra sobretensão do que aumentar o nível de resistência de isolamento do equipamento.
Os pára-raios de óxido de zinco são reconhecidos como um meio eficaz de proteção contra raios e picos de energia. Eles são caracterizados por uma ação mais rápida e capacidade superior de absorção de energia, além de suprimir a corrente CA subsequente, permitindo a continuidade do fornecimento após a operação. A prática atual de coordenação de isolamento adota uma abordagem estatística que envolve a determinação da distribuição de sobretensão causada por relâmpagos e operações de comutação e, em seguida, relacionando isso à resistência elétrica do equipamento. Tal exercício garante que a rigidez dielétrica dos equipamentos da subestação permaneça mais alta do que o nível de tensão de sobretensão imposto a eles. Onde não for cumprido, a proteção contra sobretensão é necessária. Normalmente, uma margem de proteção é adotada para garantir a confiabilidade do sistema. A introdução da proteção contra sobretensão pode ser usada para aumentar o nível de resistência de uma subestação.