线路雷击故障是油田线路安全可靠运行的最大风险之一。由于胜利油田线路具有电压等级多,布网范围大,污染程度高等特点,同时还面临着部分设备老旧,全线维护成本过高,盐碱地区接地电阻偏高等问题,使油田线路雷击故障率偏高,因此研究高效率、免维护避雷器,降低线路雷电防护成本是目前油田电网的研究热点。论文首先调研了胜利油田电网线路参数、线路运行情况、雷害事故和线路采用的防雷措施等数据,并分析了胜利油田线路雷害的主要原因及存在的薄弱环节。结合胜利油田线路的实际情况,搭建了油田典型线路ATP/EMTP模型,根据仿真结果研究胜利油田线路防雷措施,并分析了传统保护间隙结构和氧化锌类避雷器的弊端。针对传统保护间隙结构导致线路跳闸率高的问题,提出基于真空灭弧原理的新型保护间隙结构,采用ANSYS有限元软件分析真空灭弧室场强与触头开距之间的关系,确定电弧熄灭的触头最小开距,并在ATP/EMTP中搭建相应的模型验证其对油田典型线路的防雷效果。针对氧化锌类避雷器存在的造价过高和漏电流问题,研究了多间隙防雷结构,提出时变弧长电弧模型（Time-varying Arc Length Model,VALM）,实现了多间隙防雷结构灭弧过程的模拟,利用ATP/EMTP对VALM模型进行仿真,分析多间隙防雷结构雷击后的动态灭弧性能,并验证其对油田典型线路的防雷效果。对比可知,多间隙防雷结构优于氧化锌类避雷器,与真空灭弧间隙结构相比各有优势,可互为补充。为验证VALM模型理论,设计了多间隙防雷结构样机,通过高电压实验室进行了相应试验。结果表明,实际波形与时变弧长电弧模型仿真结果基本一致,多间隙防雷结构达到线路防雷的要求。在多间隙防雷结构样机设计及试验的基础上,制定多间隙结构油田线路防雷改造的应用方案,在胜利油田呈三架空线上实际安装并试运行一年。通过对比往年线路运行报告,呈三线雷击故障情况有明显改善,证明多间隙防雷结构有较好的防雷效果,可在胜利油田线路防雷中推广和应用。