2020年是我国“13五”规划收官之年,五年来我国的电力系统的发展势头愈发迅猛。同时,雷害活动的危害由输电线路传导至用电终端,形成的“蝴蝶效应”也在不断加剧,威胁着国民经济生活的方方面面。因传统治雷体系效率不佳,雷击跳闸率居高不下,输电线路防雷面临着雷害高发性、损失严重性、防雷紧迫性和困难性的多重挑战。本文研究基于气体灭弧防雷方法,针对雷击工况复杂的山区输电线路做应用式研究,提出了不同电压等级下气体灭弧防雷装置共性防护方法。第一,分析现有“阻塞型”和“疏导型”防雷方法的缺陷,进而介绍了气体灭弧方法,这是一种集“冲击疏导—快速灭弧—工频阻断”于一体的新型防雷方法。根据灭弧能量的来源形式又分为“外能式”和“内能式”两种,并延伸发明了相应的灭弧防雷装置。第二,以线路耐雷水平为衡量尺度,分别阐述了山区线路雷电绕击和反击的复杂规律。其中,分析绕击时,因山区线路极易出现跨山谷、峡谷、江谷的大档距,等效于地面沉降使得绕击暴露面大大增加,由规程法计算的最大击距难以反映避雷线的屏蔽能力,导致山区线路绕击率高于平原地区60以上。从反击角度分析,山区线路的实际耐雷水平受到土壤电阻率的制约,土壤电阻率ρ≥2000(Ω·m)时,线路耐雷水平不足设计值的50,导致反击率攀升。此外,从落雷形式上,高发的多重雷击同样威胁着线路安全。第三,建立了电弧磁流体模型,借此分析了两种灭弧防雷装置的熄弧机理。其中“自能式”灭弧防雷装置以电流自身在灭弧细管内“压爆效应”为触发机制,在电流导通瞬时产生强烈横吹气流作用于电弧,并由多断口结构喷出,经多次吹弧和反复冷却达到灭弧不重燃的目的;“外能式”灭弧防雷装置通过闪络电流触发TNT装药的机制,产生作用于电弧的纵吹强气流,爆炸气流的高压性和持续性加速了介质置换,保证空气绝缘迅速恢复,电弧熄灭后无法重燃。进一步地,论述了多重雷击下雷击建弧与灭弧响应“一对一捆绑”的机制,将“多重”分为“每一重”执行响应和灭弧动作,实现对多重雷击的防护。第四,进行灭弧防雷装置的实验分析,包括绝缘配合试验、冲击电流灭弧试验、工频电流灭弧试验、冲击耦合工频电流灭弧试验和组合式安装方法放电试验。各类验证了装置的响应时间、灭弧特性、绝缘配合比等参数,由此指导实际挂网安装。最后,基于笔者实际经验,选取了具有代表性的山区输电线路,从防雷方案、连接金具、绝缘配合与安装、以及应用效果等方面进行分析,总结了不同电压等级下防雷装置的共性防护方法。这些线路包括10k V山区配网线路、高雷害区风电场35k V集电线路、110k V典型山区线路和220k V石化专线线路。从应用效果来看,进行线路防雷改造后的线路都大大降低了雷击跳闸率和事故率,灭弧防雷装置的挂网运行取得了良好效果。