电力系统中雷害最主要的灾害之一,每年全世界因防雷所花费的费用难以估量。输配网遭到雷击后,雷电流波形将沿着输电导线传播。当雷电脉冲传递至杆塔侧时,由于杆塔会经接地电阻接地,因此使得连接杆塔和导线的绝缘子两侧会出现很大的电势差。当该电势差大于绝缘子的击穿放电电压时,绝缘子沿面就会发生闪络,形成冲击电弧。而后导线上的工频续流会向电弧通道提供稳定的热源使得电弧向新的能量平衡态发展,导致电弧稳定灼烧。持续的电弧对电力系统会形成巨大的工频短路电流,最终将导致雷击跳闸事故。气吹式灭弧装置是近年来备受业内关注的新型灭弧防雷间隙,是一种外能式灭弧装置,其设计原理:灭弧装置电极间隙感应到绝缘子闪络时,极速触发灭弧单元、爆炸产生高速气流,强流与闪络通道的电弧耦合,从而稀释、驱散电弧能量,最终切断电弧避免引发系统短路故障。根据上述理念,本文对气吹灭弧防雷间隙机理及电弧发展、耦合过程进行相关仿真和实验研究,内容要点包含:(1)首先基于MHD磁流体数学模型分析110k V绝缘子旁路冲击电弧和工频电弧的发展,探究电弧能量的平衡关系中对流散热、辐射散热和传导散热等功率对电弧的熄灭起到重要作用。(2)再针对电网输电线路绝缘子旁路闪络形成的电弧与灭弧过程的气流—电弧耦合过程基于磁流体力学利用ComsolMultiphysics多物理耦合仿真平台进行仿真模拟。通过图像、数据表格和图形直接观测到电弧整个发展过程变化规律,找到电弧发展过程中的薄弱环节,既加深了解电弧本身以及高速气流和电弧的耦合效应,又为灭弧工程技术的发展和改进提供了理论参考。(3)最后对灭弧装置间隙进行气丸响应时间的测试试验和灭弧过程试验,采集灭弧回路中的电压或电流信号,结合高速摄像机的影像分析到该装置工频条件下可以在收到脉冲信号之后快速反应爆炸喷气成功熄弧。总体就是对电弧或间隙装置产气吹灭电弧机理过程进行理论分析,仿真分析和实验分析,依据结果再进行总结。