一、定义与本质
火花间隙保护器是一种利用空气间隙绝缘击穿特性实现过电压保护的电气装置，又称 “火花间隙避雷器” 或 “间隙式防雷器”。其核心由两个金属电极构成，电极间保持一定距离（间隙），正常时呈绝缘状态，当线路遭遇雷电、操作过电压等瞬态高压时，间隙迅速击穿放电，将过电压引导至大地，保护后端设备免受损坏。
二、核心工作原理
绝缘与击穿机制
正常状态：间隙内空气为绝缘体，绝缘电阻通常≥100MΩ，不影响线路正常运行。
过电压触发：当电压超过间隙击穿阈值（如 10kV、15kV，由间隙距离决定），空气电离形成导电通路，瞬间泄放雷电流（可达数 kA）。
自动恢复：过电压消失后，间隙温度下降，空气绝缘性能恢复，装置回到初始状态。
与其他保护器的区别
不同于氧化锌避雷器（靠非线性电阻泄流），火花间隙保护器完全依赖空气物理放电，无老化损耗，寿命更长（5~8 年），但动作电压精度较低。
三、典型结构与分类
1. 基本结构
电极：通常为铜或不锈钢材质，形状有棒状、球状、板状等，间隙距离可调节（如 2~10mm）。
外壳：绝缘材料（如环氧树脂、陶瓷）或金属（需额外绝缘处理），保护内部电极并固定间隙。
接地端：连接地网，确保雷电流泄放路径低阻抗。
2. 分类方式分类维度
类型
特点
应用场景
架空线路型
安装于铁塔、电线杆，防雷电直击或感应过电压。
埋地型（地级保护器）
外壳防腐、防水，适应土壤环境，用于地下电缆、管道防雷（详见前问）。
间隙结构
棒 - 棒间隙
结构简单，击穿电压稳定性一般，成本低。
棒 - 球间隙
电场分布更均匀，击穿电压更稳定，适用于高精度保护场景。
是否带灭弧装置
普通型
放电后靠空气自然灭弧，适用于小电流场景。
灭弧型
内置灭弧栅或产气材料，快速熄灭电弧，防止间隙烧蚀，适用于大电流场景。
四、核心功能与应用场景
核心功能
过电压泄放：限制瞬态电压幅值，保护变压器、电缆、通信设备等免受过电压冲击。
电气隔离：正常时不影响线路电流，故障时快速导通，兼具 “开路 - 短路” 切换能力。
免维护耐用性：无电子元件，靠物理放电工作，耐大电流冲击，适合恶劣环境。
典型应用
电力系统：架空线路防雷、配电变压器低压侧保护、开闭所过电压防护。
通信与铁路：信号电缆防雷、铁轨接地保护、基站馈线防雷。
埋地设施：地下电缆终端、燃气 / 石油管道接地、地网均衡保护（埋地型专属）。