本发明涉及过电压保护技术领域，尤其涉及一种线路避雷器外串联空气间隙闪络电弧温度纹影观测装置，包括用于产生的测试电压的冲击电压发生装置和高速纹影观测盒，高速纹影观测盒包括LED列阵光源、高透幕布、高速CCD成像仪、可调聚焦镜组和设置在高透幕布上的定位点，数据处理器用于获取LED列阵光源透过定位点和可调聚焦镜组在高速CCD成像仪上产生的位移量，根据位移量计算得到光线偏折角，通过光线偏折角反映出折射率，并定量重构温度场，通过温度场推算出电弧的状态形状分布，得到电弧温度纹影图像。本发明通过光线在被测流场中的折射率梯度正比于流场气流密度的原理，实现了对外串联空气间隙闪络电弧流注过程的精准化实时观测。