雷击仍然是架空线路跳闸的最主要因素之一,现有的“阻塞型”和“疏导型”雷击防护方法虽在一定程度上缓解了雷害,但还存在着许多不可控、不可靠和不安全等瓶颈问题。因此为了能够大幅降低线路雷击跳闸率,解决现有雷击防护瓶颈问题,衍生了“冲击疏导-工频阻塞”的新型雷击防护思想,其中“冲击疏导-气体灭弧-工频阻塞”方法显现出了独特的灭弧优势。本文主要基于“冲击疏导-气体灭弧-工频阻塞”雷击防护方法研究了多断口压缩自灭弧结构的熄弧及介质强度恢复特性。雷击时该结构能够优先击穿放电形成保护通道,避免绝缘子受电弧烧蚀。击穿放电后电弧沿着结构发展被分割成多段,每段电弧均受到结构压缩使空气介质形成喷射气流,喷射气流又反作用于电弧使其拉长,加速能量耗散最终达到自灭弧效果。本文从理论分析、仿真模拟、科学试验和实际应用几方面研究多断口压缩自灭弧结构中电弧发展、电弧熄灭以及熄弧后的介质强度恢复特性,具体工作如下:（1）明确了电弧发展中介质击穿、电弧燃烧和介质恢复三个阶段的分析方法。介质击穿阶段以热力学非平衡态分析,采用氮氧混合物替代空气,建立了双温度模型,并计算空气电弧等离子体组分。电弧燃烧和介质恢复阶段以局部热力学平衡态分析,计算了空气电弧等离子体物性参数和输运参数。通过电弧物理特性研究,确定了多断口压缩自灭弧结构熄弧方式主要是“强迫熄弧”。（2）通过研究电弧压缩运动状态和电弧压缩态形成来源,得到压缩效应有利于电弧去游离结论。研究了气流“横吹”和“纵吹”对电弧拉长并加速能量衰减的作用。（3）建立了适用于该结构的磁流体力学方程组,包括:质量、动量和能量守恒方程,麦克斯韦方程组、欧姆定律以及气体状态方程,提出适当简化利用边界层积分法进行求解。建立了适用于该结构击穿阶段的双流体模型。研究了多断口气流对电弧分段的影响,发现断口数量越多,电弧熄灭更容易。（4）提出以粒子游离、电弧长度以及电弧温度作为熄弧判据,研究了发生重击穿和电弧重燃现象的临界击穿判据。利用COMSOL Multiphysics软件对结构的熄弧和介质强度恢复特性进行仿真,采用了“先雷电后工频”和“先工频后雷电”两种能量输入方式,仿真对象上设置了小系统和多系统结构。仿真结论:1)2 ms左右结构能够使电弧基本熄灭;2)小系统的“先雷电后工频”仿真中,在雷电冲击后200μs施加工频电流将引起结构内部重击穿并出现电弧重燃,此时结构会再产生速度有所下降的喷射气流,而多系统不会出现该现象;3)多系统熄弧时间和介质强度恢复特性略优于小系统。（5）对基于该结构的10 k V和35 k V压缩自灭弧装置进行了雷电冲击放电、雷电冲击伏秒特性、工频耐受电压、大电流冲击耐受以及工频续流遮断试验。试验结论:1)10 k V、35 k V装置的U_50%分别为112.4 k V、325.1k V;2)装置的伏秒特性曲线均低于被保护绝缘子的伏秒特性曲线;3)10 k V、35 k V装置分别耐受了1 min幅值为29.3 k V、91.5 k V的工频电压,未出现破坏性放电;4)耐受了2次间隔时间50 s～60 s的65 k A以上的冲击电流,未出现明显的损坏;5)10 k V、35 k V装置分别成功遮断了0.5 k A、1.3 k A左右的工频续流,遮断时间分别在2.5 ms、3.0 ms左右,满足了1/4个工频周期内遮断工频续流,在半周期内工频电压幅值和频率恢复正常的要求。（6）选取了广西、云南、四川和福建等雷击高发地区的10 k V、35 k V架空线路进行装置的实际应用,采用全线三相安装方式。应用效果:线路安装后统计年平均雷击跳闸次数比未安装前下降90%以上。安装后因建弧率下降,计算的年平均雷击跳闸次数为0.3次左右,验证了多断口压缩自灭弧结构对雷击防护的有效性。