sphere-gap for measurement
简介
利用球的放电原理构成的高电压直接测量装置。可测量交流高电压(包括较高频率下的衰减和不衰减交流电压)、直流高电压和冲击高电压。它由一对直径为D、间隙为s的铜球组成。当s<0.5D时，球隙间形成近乎均匀电场，此时放电电压分散性较小，故可利用球隙的放电来测量高电压。方法是，将被测电压加于球隙，改变球隙距离s至球隙恰好放电，该球隙的放电电压值就是被测电压。球隙所测得的是高电压的峰值。
被测电压越高，需用更大直径的铜球，国际电工委员会(IEC)提出了不同直径(2～200cm)、不同间隙下球隙的标准放电电压表作为测量依据，有关的中国国家标准中也引用了该表。空气的放电电压和空气的相对密度δ有关，故放电电压表是指标准大气状况(即气温20℃，大气压力为101.3 kPa)下的数值，非标准状态下放电电压值等于标准状态下放电电压值乘以校正系数K。K和δ有关，δ=2.892p/T(p为大气压力，kPa;T为气温，℃)。当δ值在0.95和1.05之间时，K=δ。
为防止球隙放电的短路电流烧损球面和阻尼电路中因刷状放电而引起高频振荡(后者会使球隙发生异常放电)，使用球隙时需与其串联一个100kΩ的电阻。测量冲击电压时，串联电阻值应小于500Ω，而且应是低电感的。由于球隙的冲击放电电压有分散性，故测量冲击电压时要采用50%放电电压法，即在被测电压作用下，相应球隙的放电概率为50%。简单的惯用作用法是，对某球隙加同一冲击电压10次，其中4～6次放电，则球隙放电电压表上的相应数值就是该冲击电压值。
为保证测量准确度，对球表面光洁度、球面曲率、球径、球杆尺寸、与周围物体距离以及加电压方式等都有一定的要求。在满足这些条件的情况下，对交流、冲击电压的测量不确定度为±3%，测量直流高电压的不确定度为±5%。
测量球隙是可直接测量数百千伏至数千千伏高电压的唯一设备，可用于测量交、直流和冲击电压，而且结构简单可靠。其缺点是，使用时必须放电，测量过程较繁琐费时，而且易受周围环境条件影响而发生异常放电。但中国国家标准规定，测量球隙是可与认可的交流高电压和冲击高电压测量系统进行比对的一种标准测量装置。有时还用它作为试验时防止电压过高的保护装置。