在我国当前远距离大容量进行互联供电的现代电网中,线路遭受雷击的概率大幅度提高,尽管近几年应用于电网的设备耐雷水平及绝缘水平都有所提升,但依旧难以降低由叠加性雷击引起的事故。叠加性雷的多次回击是引发电弧重燃的源头,且两次回击之间的时间间隔十分短暂,传统“阻塞型”和“疏导型”防雷方式应对它效果并不理想,而一旦让多次回击重燃引发稳定工频建弧,将很大可能造成大面积的停电事故。因此,针对时下叠加性雷击防护难题研制出一种新型的防雷设备迫在眉睫。本文针对上诉问题研制出了一种新型冲击诱导连续触发的爆轰气流灭弧防雷间隙装置(Detonation airflow arc-extinguishing lightning protection gap device,DALPGD)。该装置采用的上、下层交互换弹式结构不但能够分散式保护传统雷击,而且能够“一对一”的应对叠加性雷击。目前装置已实际挂网运行,并取得了较好的防雷效果。本文具体研究工作如下:1)理论建模:通过分析基本的电弧参数,得到判断熄弧的依据,并进一步分析了介质强度恢复与间隙电压恢复竞争过程,确认熄弧的关键在于灭弧间隙电弧介质恢复强度大于电压恢复速度。在一系列理论基础上建立了一维壁稳弧柱通道模型,分析了单次雷击闪络时电弧的电磁特性,继而构建了叠加性雷击闪络模型;基于建立的理论模型又定性定量的分析了爆轰气流产生的爆轰波强度及纵吹作用于电弧等离子体时,电弧的发展及熄灭过程,论证了 DALPGD的科学性。2)仿真计算:利用COMSOL软件对叠加性雷击工况下爆轰气流纵吹电弧熄弧过程进行几何建模和仿真计算,并设置了监测点辅助分析。通过仿真计算得到爆轰气流纵吹作用于电弧时灭弧筒空腔内温度、电导率及气流速度变化分布云图,并借助监测点曲线图分析得出DALPGD针对于叠加性雷击有良好的熄弧效果。3)试验验证:借助单次熄弧试验,得到DALPGD的单次熄弧间为4.0ms,通过连续触发试验得到了DALPGD的两次换弹时间为21ms,而这间隔时间远远小于叠加性雷击两次回击时间,这就进一步验证了DALPGD应对叠加性雷击是可行的。最后研究的500kV电压等级DALPGD两种组合情况下的绝缘配合试验也验证了DALPGD能够有效保护绝缘子。4)实际应用:广西和新疆某供电公司某线路叠加雷多发区挂网试运行DALPGD之后,大大降低了雷击跳闸率,防雷效果显著。最终,研究结果一一验证了DALPGD应用于叠加性雷击具有一定的科学性及可行性。