放电球隙测压器，是一对直径相同的球型电极，当其与高压试验变压器、控制台、调压器、水电阻等组成成套测试设备后，可在工频高压试验时用于高压测量及保护被试物品之用。

技术规格：

◆ 50

◆ 100

◆ 200

◆ 300

应用：

在作试验时将球隙器和试品并联，球隙器本身串有每伏1欧的保护电阻，先将球隙调整在60%试验电压，此时试品应同进接上测定。当球隙放电时，试验变压器的低压侧电压表读数，（取3-4次平均值）然后按同样方式测定70%和80%试验电压时电压表读数，以此三点线值作一曲线（大多计一直线），再延长此曲线（大多为按正比例推算）至所需的试验电压值，求得低压测电压表的读数，然后将球隙调整至比试验电压高10-15%位置上。作为耐压试验过程中可能发生过电压的放电保护。

提出了一套基于放电球隙的气体放电教学实验系统，它能够实现了对气体放电现象的演示，能够验证气体电理论中大多数的内容。该实验系统具有开发成本低，易操作等的特点，适合于小型的教学型高电压实验室。

系统的基本组成

该系统之所以被称为“基于放电间隙的气体放电教学实验系统”，主要是因为该系统的放电模型，是在常用的放电球隙（也称为保护球隙）基础之上，对其进行一定改造之后，就可以完成实验内容，简便易行。任何一个高电压试验系统都必须有试验电源、测量仪表、被测试品和保护装置。

1、试验电源 ：

在该实验系统中主要用到交流工频高压试验电源和直流高压试验电源。交流工频试验电源由交流工频试验试验变压器来产生。直流高压试验电源可以用直流高压发生器直接产生。若没有直流高压发生器时，可以在交流工频试验试验变压器的高压侧串接一个高压硅堆，通过用半波整流或全波整流来产生。

2、测量仪表 ：

在该实验系统中需要对试验电压进行测量，以便进行实验结果比对。通常，小型高电压实验室试验电压水平较低，一般利用高压分压器或者静电电压表进行测量。若实验室条件有限，无上述测量仪表，也可利用操作台或者试验电源自身携带测量仪表，进行读数，但考虑到“容升效应”和其他因素影响，势必会造成较大误差。因此，还是采用分压器和静电电压表为好。

3、被测试品 ：

将空气作为被测试品，关键在于如何能够在空气间隙中形成所需要的电场形式。这就需要制作不同的电极来形成不同的电场，而且电场的间隙大小还可以进行调节。在实验室中最常用到的放电球隙（也叫保护球隙），有两个球型电极，其球型电极还能拆卸，其放电间隙能够进行调整，而且绝缘结构也很好，同时还带有一个水电阻，因此，只需要进行小小的改动，就可模拟不同电场形式。只需再制作两个尖形电极和平板电极，就可以模拟不同电场形式。制作电极时必须注意尺寸问题，否则，刻度零点就对不上。此外，平板电极也可不制作，利用放电球隙自带球形电极来代替平板电极，但要注意允许的条件：球间隙 d 与球直径 D，满足d < D/ 4 时，间隙中电场分布均匀。

4、保护装置 ：

实验中，在空气气隙击穿的时候，电流迅速增大，为了限制电流过大，一般都要加一个保护电阻，通常是用水电阻。此时，该实验系统采用过流保护，切断试验电源的输入端，保护试验设备的安全。

试验系统的使用说明

该实验系统构成简单，接线、操作简单。按照 接好实验线路之后，就可进行实验。在实验过程中，只需更换不同形状的电极，调整空气气隙的距离。具体说明如下：

（1）电场均匀度对于击穿电压的影响的实验。板—板电极模拟均匀电场（忽略边缘效应）；尖—尖电极模拟稍不均匀电场；尖—板电极模拟极不均匀电场。施加试验电压使得空气气隙击穿，记录数据，比较试验电压大小。

（2）在尖—板电极模拟极不均匀电场时，施加直流电源，通过改变电极极性，进行极性效应实验。同时可观察到在尖极的尖端会有电晕放电现象，效果不太明显。

（3）在尖—板电极模拟极不均匀电场时，在两个电极放一块玻璃板或其他固体绝缘介质，用绝缘支架对玻璃板进行对地绝缘，调整电极间隙距离，使两个电极分别紧靠玻璃板两个表面，然后施加试验电压，会出现滑闪现象。将玻璃板弄湿、弄污后，观察其出现滑闪现象电压值的变化。

（4）在尖—板电极模拟极不均匀电场时，在靠近尖极附近放一快薄纸板，用绝缘支架对地绝缘。记录放入极间障前后的击穿电压值，并进行比较。改变薄纸板离尖极的距离记录下不同的位置击穿电压值，进行比较，确定出极间障的最佳位置。

研制了一种充气火花放电球隙，具有高的触发稳定性，大的工作电压范围，可在50Hz重复脉冲下长时间稳定工作，适合于 N2、TEA CO2、放电准分子等脉冲放电激光器中作开关元件，也可用于脉冲大电流放电的其他场合。

结构与性能

研制的球隙开关结构由阴极、阳极和触发极组成，电极形成套式同轴结构，可以降低电感并具有一定的屏蔽作用，以减小球隙击穿时对外的电磁辐射。阳极和阴极选用黄铜或不锈钢，作为可更换部件分别固定在黄铜和有机玻璃基底上，间距 d由经验公式Ub=24.55d + 6.66根号d确定为5mm，在室温101kPa气压条件下，这个间距可以使球隙击穿电压Ub达到17kV，从而在101kPa气球隙可以在8~30kV范围内稳定地工作。触发电极既是引入触发信号的连接件，又是N2气的入气接口和通道，N2气从触发电极的入气接口流入，从阴极和触发电极的放电缝隙中进入球隙腔内，然后经阳极表面，从阳极的几个小孔中流出。由于触发放电的缝隙很小，通过这个缝隙流出的气流具有 一定的流速，这个气流把触发放电电弧吹入电极放电区空间使球隙击穿。实验表明气流促使球隙可靠击穿的作用 是十分明显的，如果没有这个气流，触发放电电弧有时在阴极表面的里边产生，不能在球隙放电区空间造成有效的预电离，球隙击穿不稳定，经常出现漏击穿。阳极上的出气接口也是一个针形阀，关上阀门球隙具有良好的密封和保气性能，可以脱离气源工作，打开阀门后N2气的流量可以调节。

球隙的击穿和同步

球隙击穿是电子的一种雪崩过程 。

例：放电电压20kV，球隙间距5mm，N2气压为150kPa，电子雪崩在球隙中传布速度u=2.8x106cm/s，走过球 隙间距需要179ns时间。实际上球隙在一定放电条件下将形成流光过程，流光比电子雪崩的传布速度大得多，一般达到1~2×108cm/s，球隙放电一旦发展成流光，击穿时间只需要几个毫微秒。而从球隙被触发到形成流光的时间相对来说比较长。这是球隙击穿的滞后时间，它主要取决于球隙中电子空间电离系数的大小和电子雪崩的传布速度。 以本球隙所给参数为例，如果触发极加上与阳极电压极性相反的高压脉冲，例如负5kV，球隙中心区形成瞬态过电压。求得u和a值得到滞后时间t=46ns，这种由于过电压形成的流光击穿为快过程。如果触发电压为正15kV，球隙不能形成过电压，流光击穿受预电离强度影响，相对于过电压击穿滞后时间长一些。如果预电离很弱 ，球隙处于起始击穿或自激状态，该光要等到电子雪崩走过球隙正个路程后才有可能形成，滞后时间将大于179 毫微秒，有时不能形成流光而成为弧光放电，此时不仅滞后时间很长，击穿时间也变慢，在激光中运转时表现为击穿声音异样，激光输出能量大大下降。