云地闪中有70%是多重雷击,对架空输电线路具有极大的威胁。多数防雷装置对多重雷击的防护能力较弱,例如,广泛使用的金属氧化物避雷器在多重雷击下有可能成为短路点。压缩灭弧间隙是一种自能式灭弧装置,其利用雷电弧能量对工频电弧进行截断,因此可以实现多重雷击的保护。文章对电弧展开了分析,列举了一维壁稳弧和Mayr-Cassie电弧模型,并阐述了电弧压缩原理,表明压缩灭弧间隙熄弧的可行性。压缩灭弧间隙使用电弧压缩原理进行灭弧。当电弧进入间隙时,受到间隙壁的机械压缩,电弧直径减小,弧柱内电荷间距离减小,受到的洛伦兹力增大。为保持力平衡,压力梯度也会增大。压缩灭弧间隙是一种多断口结构的设计,利用增大的压力梯度,在断口处形成强烈的气吹,从而截断工频电弧。文章通过仿真与试验相结合的方法对带绝缘管的压缩灭弧间隙熄灭工频电弧的性能进行了研究。COMSOL仿真软件可以实现单次雷击、多次回击、多重雷击下冲击与工频电流的耦合。首先,文中将上述耦合电流作为输入,并分别选取压缩灭弧装置的顶部结构、本体以及35k V压缩灭弧防雷装置作为模型进行了仿真。其次,进行了试验,对35k V压缩灭弧防雷装置进行了50%冲击放电电压试验、雷电冲击伏秒特性试验、工频湿耐受试验、大电流冲击耐受试验以及工频续流遮断试验。最终,结合仿真、试验与装置在实际线路上的效果,得出了压缩灭弧间隙可以防护多重雷击的结论。对串入绝缘通管的空气间隙进行仿真与试验的结果表明,串入绝缘通管可以加快对雷电冲击的响应。对压缩灭弧间隙的单次雷击、多次回击、多重雷击的仿真结果表明,间隙可以在2.5ms内截断工频电弧,在3.5ms内截断由多次回击和多重雷击的每一重雷击引起的工频续流。35k V压缩灭弧防雷装置是压缩灭弧间隙在35k V架空输电线路上的应用,对35k V压缩灭弧防雷装置的仿真结果表明,装置可以在5ms内截断由多重雷击每一重雷击引起的工频电弧;对35k V压缩灭弧防雷装置的工频续流遮断试验结果表明,装置可以在5ms内遮断工频续流。结合35k V装置的仿真与试验结果可得,35k V压缩灭弧防雷装置可以防护多重雷击。通过试验,得到了35k V装置的50%冲击放电电压为247.07k V,工频湿耐受电压为95.1k V,另外绘制了35k V装置的伏秒特性曲线。35k V装置的实际运行结果表明,装置可以防护强雷击与多重雷击。对压缩灭弧间隙与35k V压缩灭弧防雷装置的仿真结果还表明,多重雷击会在空气间隙上积累热量,有利于下一重雷击的击穿。在无风条件下,空气间隙内温度降低较慢,雷击发生40ms后还有几千度,但是在压缩灭弧间隙和装置内部间隙,温度远低于空气间隙温度,这说明内间隙对电弧具有很强的截断能力与降温能力。