雷电活动至今是人类不能驾驭的自然灾害,雷害是电网故障的主要原因。随着电网规模猛增,人们生活水平的不断提高,对供电的稳定性的要求也不断增大,传统防雷理论和装置有着缺陷和不足,缺少针对性和匹配度,面对随机性和突发性强,机理复杂的电网雷害治理效果不佳,雷击跳闸率和事故率居高不下。为此,本文研制了一种能有效降低雷击跳闸率和事故率的强气吹灭弧防雷装置。本文首先分析了电弧的特性,包括电弧的物理结构、电压特性,基于电弧等离子体热力学特性,散热特性及过程。电弧的能量散失主要通过热辐射,热对流和热传导的方式,通过分析可知高速气流作用于电弧时,可加速电弧的去游离过程,也能起到加速电弧热对流散发能量的作用,为强气吹灭弧防雷装置的灭弧理论分析提供基础。分析研究现有的电弧黑盒模型,从能量平衡的原理出发,并通过MATLAB建立Mayr电弧模型,模拟电弧自然熄灭的过程,并分析电弧自然熄灭过程中的电流和电压。分析高速气流场模型,并建立了灭弧筒约束空间内的高速气流冲击波模型。结合电弧模型,高速气流场模型和灭弧筒约束空间内的高速气流冲击波模型,建立电弧与高速气流场的耦合模型,最后建立基于等离子体的高速气流灭弧模型。通过数学模型的角度为强气吹灭弧防雷装置理论提供论证。通过COMSOL Multiphysics仿真分析高速气流作用于电弧并将其熄灭的过程,得出高速气流将电弧截断在起弧点,此时气体压强极高,灭弧筒内部空间的介电强度极大,电弧无法重燃。通过冲击电压实验研究了装置的50%放电电压特性以及伏秒特性,保证装置在雷击杆塔时能优先于绝缘子放电从而保护绝缘子。而后又进行了工频电压灭弧实验并通过高速摄像机记录灭弧的过程。实验验证了装置的有效性后,通过实际在110kV线路运行,分析装置在实际复杂情况下的运行效果,证实了强气吹灭弧防雷装置在熄灭电弧,保障线路正常运行的有效性和可靠性。