在电力系统里，避雷器是防过电压的关键设备。有些避雷器，像管式避雷器，还有早期的阀式避雷器，里面的保护间隙作用很独特，也很重要。有时候，它还能当简易的后备保护。
其一，它能提供可靠的低阻抗放电通道。保护间隙其实就是个结构简单的空气间隙，一般有两个形状、距离特定的电极，像棒-棒、棒-板、角形这些。当间隙两端的电压，不管是工频电压还是过电压，超过它在当时大气条件下能承受的击穿电压时，强电场会电离间隙里的空气，很快形成导电能力很强的等离子体通道。这个通道一下子就成了低阻抗的路，能让危险的过电压能量，特别是雷电流，顺着这条预设的路直接传到大地。这么做的根本目的，是强行把过电压限制在间隙击穿电压附近，不让过电压继续往里闯，损坏被保护的电气设备，比如变压器、开关设备、发电机端子这些。
其二，它能限制过电压的大小。这是它最核心、最直接的作用。我们设计间隙的距离和电极形状时，可以把它对雷电冲击波的冲击击穿电压，设定得比被保护设备的绝缘耐受能力稍低一点。当雷电过电压的大小达到或超过这个设定值，间隙就会先击穿放电，把过电压“钳住”在它的放电电压水平，这样加在被保护设备上的电压就会大大降低，设备的绝缘也就不会被击穿损坏了。
在恩彼迈管式避雷器里，保护间隙是核心的放电元件，它一般是内外间隙串在一起组成的。外间隙能隔离工频电压，内间隙放在产气管里。当雷电流让间隙击穿后，强大的电弧电流会让产气管的材料，比如纤维、塑料，变成气体，产生高压气体，形成强烈的纵向吹弧效果，能在工频续流第一次过零的时候把它强行灭掉，切断工频续流，完成保护动作。
就算现在广泛使用以非线性电阻阀片（比如氧化锌MOV）为主要限压元件的现代无间隙金属氧化物避雷器（MOA），保护间隙在一些特殊场景下还是能用。一方面是当后备保护。我们在一些特别重要的设备上，像超高压变压器的中性点，有时候会在MOA旁边并上一个冲击击穿电压稍高的保护间隙。这是为了万一MOA出问题失效了，比如阀片击穿短路，这个间隙就能当最后一道防线，防止设备直接承受系统的最高过电压。另一方面是作为经济型的简易保护。在一些绝缘水平比较高、没那么重要，或者预算有限的地方，拿配电线路、配电变压器高压侧还有一些农村电网来说，单独用保护间隙，通常会配合自动重合闸装置，是种成本低的防雷保护办法。虽然它灭弧能力差，可能引起短路，但限制过电压大小的基本功能还是有的。
保护间隙有几个重要的技术特性，也有它的局限。它的击穿电压和电压作用时间有关，这就是伏秒特性曲线。我们设计的时候，就得让它在整个过电压波头时间里，冲击击穿电压一直比被保护设备的绝缘冲击耐受能力低。冲击系数，也就是冲击击穿电压和工频击穿电压峰值的比值，一般小于1，大概在1.1到1.3之间，这是设计时的关键参数。
它最大的缺点是熄弧能力差。简单的开放式保护间隙自己几乎没法切断工频续流。间隙击穿后，工频续流形成的电弧可能会一直烧着，这就相当于线路对地短路，必须靠上游的断路器跳闸来切断电流，结果就是供电中断。这一点限制了它在重要主设备上单独使用。不过管式避雷器通过产气材料解决了这个问题，但动作次数有限。
另外，空气间隙的击穿电压受大气条件影响大，像气压、温度、湿度，还有污秽、电极形状这些，稳定性比不上MOA。而且它动作的时候可能产生陡峭的截断波，会威胁到带绕组的设备，比如变压器的纵绝缘。
