在電力系統(tǒng)里，避雷器是防過電壓的關鍵設備。有些避雷器，像管式避雷器，還有早期的閥式避雷器，里面的保護間隙作用很獨特，也很重要。有時候，它還能當簡易的后備保護。
其一，它能提供可靠的低阻抗放電通道。保護間隙其實就是個結構簡單的空氣間隙，一般有兩個形狀、距離特定的電極，像棒-棒、棒-板、角形這些。當間隙兩端的電壓，不管是工頻電壓還是過電壓，超過它在當時大氣條件下能承受的擊穿電壓時，強電場會電離間隙里的空氣，很快形成導電能力很強的等離子體通道。這個通道一下子就成了低阻抗的路，能讓危險的過電壓能量，特別是雷電流，順著這條預設的路直接傳到大地。這么做的根本目的，是強行把過電壓限制在間隙擊穿電壓附近，不讓過電壓繼續(xù)往里闖，損壞被保護的電氣設備，比如變壓器、開關設備、發(fā)電機端子這些。
其二，它能限制過電壓的大小。這是它最核心、最直接的作用。我們設計間隙的距離和電極形狀時，可以把它對雷電沖擊波的沖擊擊穿電壓，設定得比被保護設備的絕緣耐受能力稍低一點。當雷電過電壓的大小達到或超過這個設定值，間隙就會先擊穿放電，把過電壓“鉗住”在它的放電電壓水平，這樣加在被保護設備上的電壓就會大大降低，設備的絕緣也就不會被擊穿損壞了。
在恩彼邁管式避雷器里，保護間隙是核心的放電元件，它一般是內外間隙串在一起組成的。外間隙能隔離工頻電壓，內間隙放在產氣管里。當雷電流讓間隙擊穿后，強大的電弧電流會讓產氣管的材料，比如纖維、塑料，變成氣體，產生高壓氣體，形成強烈的縱向吹弧效果，能在工頻續(xù)流第一次過零的時候把它強行滅掉，切斷工頻續(xù)流，完成保護動作。
就算現(xiàn)在廣泛使用以非線性電阻閥片（比如氧化鋅MOV）為主要限壓元件的現(xiàn)代無間隙金屬氧化物避雷器（MOA），保護間隙在一些特殊場景下還是能用。一方面是當后備保護。我們在一些特別重要的設備上，像超高壓變壓器的中性點，有時候會在MOA旁邊并上一個沖擊擊穿電壓稍高的保護間隙。這是為了萬一MOA出問題失效了，比如閥片擊穿短路，這個間隙就能當最后一道防線，防止設備直接承受系統(tǒng)的最高過電壓。另一方面是作為經濟型的簡易保護。在一些絕緣水平比較高、沒那么重要，或者預算有限的地方，拿配電線路、配電變壓器高壓側還有一些農村電網來說，單獨用保護間隙，通常會配合自動重合閘裝置，是種成本低的防雷保護辦法。雖然它滅弧能力差，可能引起短路，但限制過電壓大小的基本功能還是有的。
保護間隙有幾個重要的技術特性，也有它的局限。它的擊穿電壓和電壓作用時間有關，這就是伏秒特性曲線。我們設計的時候，就得讓它在整個過電壓波頭時間里，沖擊擊穿電壓一直比被保護設備的絕緣沖擊耐受能力低。沖擊系數(shù)，也就是沖擊擊穿電壓和工頻擊穿電壓峰值的比值，一般小于1，大概在1.1到1.3之間，這是設計時的關鍵參數(shù)。
它最大的缺點是熄弧能力差。簡單的開放式保護間隙自己幾乎沒法切斷工頻續(xù)流。間隙擊穿后，工頻續(xù)流形成的電弧可能會一直燒著，這就相當于線路對地短路，必須靠上游的斷路器跳閘來切斷電流，結果就是供電中斷。這一點限制了它在重要主設備上單獨使用。不過管式避雷器通過產氣材料解決了這個問題，但動作次數(shù)有限。
另外，空氣間隙的擊穿電壓受大氣條件影響大，像氣壓、溫度、濕度，還有污穢、電極形狀這些，穩(wěn)定性比不上MOA。而且它動作的時候可能產生陡峭的截斷波，會威脅到帶繞組的設備，比如變壓器的縱絕緣。
