改善冲击电压发生器同步性能的措施

球隙放电是有分散性的，大气条件、尘土、球面状态等又可能增大分散程度。为使冲击电压发生器能可靠调节，良好同步，必须使出现过电压的倍数超过球隙放电的分散范围，有人认为过电压应不低于1.2倍。

目前高参数冲击电压发生器多数采用高效率回路。碰到下列两种情况：①若主电容较大，产生雷电波时放电电阻太小；②若负荷电容较小，产生操作波时波前电阻太大，都将使出现的自然过电压倍数较低，可能仅1.1倍左右，同步不可靠。

为克服此困难，通常采用两种方法：一种是用适当的回路布置增加自然过电压；另一种是设法使中间球隙也产生触发点火，促使各个球隙同时进行放电。

图1：增大杂散电容提高同步性能的方法

图1是双边充电的倍压回路。这种回路的自然过电压不高，当g₁点燃后，出现在g₂上的过电压倍数顶多1.5倍。如X点电位变动，过电压倍数还将降低。图中在X 点接上几千欧的R_g及几百皮法的C_g。由于R_g，C_g有固定X点电位的作用，使g₂上的过电压倍数为1.5倍。一般讲此种冲击电压发生器只要开始两级一放电，余下级的放电就比较容易，所以不必在各级上都采取措施固定电位。

照射可以促使间隙放电。一般要求冲击电压发生器的球隙都排在一垂线上。前一级球隙放电时产生的紫外线照射到后一级球隙，促使它放电，从而提高同步性能。图2是利用每级球隙的针极和球皮间发生的小火花照射球间隙来改善同步性能。图2在充电时点1,2,3电位为零，1’，2’，3’电位为+U。每个球皮都通过一高阻值的小电阻r与针极相连，充电时每个球皮与本身针极电位相等，杂散电容C_2a，C_3a及C_2b，C_3b上都无电荷。

图2：利用触发来提高同步性能的方法

外来脉冲送到第一级球隙g₁的球皮上，使两个球的球皮与针极间都产生一小火花，因而引起g₁放电。点1'电位降为零，点1电位变为-U。T_2b针极电位变为-U，但Tzb的球皮电位由于r的瞬间隔离作用和C_2b的瞬间稳压作用仍保持为零，于是球皮和针极间放电。

同理，T_2a的针极电位为+U，球皮电位由于点1’电位降为零而波动，球皮和针极间放电。这对小火花照射到间隙，引起g₂放电。同样道理，引起g₃，g₄，…放电。这样利用触发来引起球隙放电，可使球隙的点火范围扩大，同步性能得到改善。

减少火花间隙放电电压的分散性也是改善同步性能的一个途径，所以一般都采用对称的球隙，间隙距离不超过1/2球径，球面要光洁，球要布置在一条垂线上等措施。暴露的球隙易受外界条件的影响，如大气、尘土等。

对户外的冲击电压发生器，这些影响更显著，将增大球隙放电的分散性。冲击试验为求得一个数据，常常需要几十次调节电压，通过机械传动机构来准确地调节细小距离，不仅麻烦而且困难，因此出现气体压力调整式放电球隙。把球隙固定在密封容器内，充以压缩气体，调节气压可以政变放电电压。这样不仅消除了外界条件对放电的影响，而且放电电压的调节也较精确。

图3：多级间隙线路

现在还有一种多极间隙，它的线路如图3所示。使用这种间隙，不必调距离，也不必调气压，而可在20 kV～200 kV范围内使间隙导通，分散度小于50 ns。这种间隙的工作原理如下：
AB两端间加上200 kV电压，由于r均匀分布，每个间隙上电压为
200 kV/15＝13.3 kV
实际上，每个间隙距离的击穿电压为16.9 kV。在额定电压下每个间隙上的作用电压仅为击穿电压的79%。P₂～P₁₅都经C与点火电极I相连，在I上加电压U_i，P₂～P₁₅的电位都升高U₁。

如G₁间电压U>16.9 kV，间隙G₁击穿。P₂电位等于P₁，G₂跟着击穿，一直到G14击穿，P₁₅电位等于P₁，P₁₆上作用的是充电电压，G15当然也跟着击穿。如U1》16.9 kV，也可能两端同时开始击穿，到中央全部贯通。

U1电压是这样产生的：由外面送来10 kV直流电压，经R₁，R_i及N₁向C₁充电。5 kV脉冲电压经C₁送往三极间隙G_i的针极，使G_i击穿，于是C_i向N₁放电，产生衰减振荡波，耦合到N₃，输出电压U1给点火电极I，耦合到N₂，送出一脉冲电压给下一级多极间隙。G₁的放电火花照射到G₁，G₂等间隙能大大减小放电的分散性。

多极间隙安装在冲击电压发生器的点火球隙和各极中间球隙位置上。第一级的点火是通过经由R₁C₁的脉冲电压所形成，第二级的点火脉冲则是经由R₂C₂的通路传达的(见图3)。

多极间隙弧压降大，会使发生器的输出电压与充电电压间呈现某种非线性关系；间隙多了容易熄弧，输出电压波形可能发生不连续跳跃。有专家认为不适宜把它使用在变压器厂的冲击电压发生器上。

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