电晕针均压的多间隙气体开关，其各间隙电晕电流一致性会直接影响开关的耐压稳定性。在工作气压0.1，0.2，0.3，0.4 MPa条件下，实验测量了六间隙气体开关在不同电压下的各间隙电晕电流。结果显示，针-板间隙电晕电流明显高于针-杆间隙电晕电流。对针-板间隙进行结构调整并进行三维静电场仿真。对调整结构后的针-板间隙进行电晕电流测试，测试数据的变化趋势与仿真结果相符。基于实验和仿真结果，优化了针-板间隙中电晕针的高度，充电25 kV时，开关各间隙电晕电流的相对标准偏差最大为8%。

针对800 kA,0.1 Hz重复频率LTD模块设计新的多间隙气体开关，要求在较高工作电压(高于±80 kV)和较低工作系数(低于70%)下抖动优于2 ns。通过电场仿真分析，优化了气体开关电极形状。串联间隙从4个增加为6个，总间隙长度为36 mm，充电±100 kV、触发100 kV时触发间隙场畸变系数为3.98。实验表明，新气体开关静态自击穿性能稳定，动态触发性能可靠。充电±90 kV、工作系数60%时击穿延时40.1 ns，抖动1.3 ns。

介绍了面向Z箍缩驱动聚变裂变混合堆（Z-FFR）能源的重复频率800 kA快上升沿的线性变压器驱动源（LTD）模块的设计和测试。LTD模块由34组RLC电路组成,每组包含2台100 kV/40 nF脉冲电容器、1个多间隙气体开关和非晶磁芯。研制的模块可以在匹配水电阻负载上以0.1 Hz的重复频率输出上升沿约100 ns的800 kA的电流脉冲。采用了一个高压触发信号来触发整个模块的新触发方式,将外触发信号通过模块内布置的角向传输线等网络同时到达并触发所有的高压开关,实验结果表明采用一路140 kV、25 ns前沿的触发脉冲可以可靠地触发整个模块。为了保证LTD模块每10 s输出一个80 kV/800 kA的电流脉冲,非晶磁芯的去磁复位采用了一个5.2 kA、脉宽30 μs的电流脉冲,其运行频率为0.1 Hz。模块采用的多间隙气体开关运行寿命超过10 000次,其抖动小于3 ns。

介绍了用于Z箍缩驱动器的快脉冲直线型变压器驱动源(LTD)原型模块设计和初步实验结果。该模块采用32个子块并联，每个子块由两台100 kV/100 nF脉冲电容器和一只200 kV多间隙气体开关串联组成。32只开关由4路高压脉冲分别触发。模块直径为2.9 m，厚度约27 cm。电路模拟结果表明，在±90 kV充电电压下，输出电流幅值为1.0 MA，电流上升时间(10%～90%)约118.6 ns。初步实验结果表明，在约90 mΩ近似匹配电阻负载上获得的电流为995 kA，上升时间(10%～90%)为120.8 ns，脉冲宽度约335.2 ns。实验结果与电路模拟结果较为接近。

针对触发脉冲幅值、气体压强和紫外光照射3个因素对多间隙气体开关触发特性的影响规律开展实验研究。实验结果表明:触发电压由50 kV提高到70 kV时，开关触发时延的抖动降低约40%，统计时延的抖动降低约44%，形成时延的抖动变化不大。触发电压继续升高，触发抖动降低的趋势明显减缓。开关工作气压由0.16 MPa提高到0.28 MPa，开关触发时延的抖动增大约1.6倍，统计时延和形成时延的抖动均显著增大。紫外光辐照时间增长，开关触发抖动显著减小，最佳的辐照时间为80~140 ns，开关触发时延的抖动降低约39%。紫外光辐照可以有效降低开关统计时延的抖动，对形成时延影响不大。

介绍了一套用于多间隙气体开关光学诊断的光纤探测系统，该系统主要由光纤阵列探测器和沉入式日盲型光纤探测器构成。用该系统研究了多间隙气体开关的详细击穿过程，并分析触发电压、气压及紫外光预电离对开关性能的影响。光纤阵列探测器定时精度小于0.6 ns，脉冲响应3.2 ns；日盲型光纤探测器光谱响应为260~320 nm，通过实验可知，气体开关击穿次序为：3#-2#-1#-4#-5#-6#，统计时延和过压击穿时延占主要部分；提高开关的触发电压、降低开关的工作气压，主要影响开关击穿过程的前半部分，从而降低开关的击穿抖动；如果能够产生强度稳定的紫外光，可以改善开关的抖动性能。

针对设计的一种堆栈式结构多间隙气体开关，分析了绝缘子污染对开关寿命的影响机理。对绝缘子表面电场分布进行了模拟计算，实验研究了绝缘子污染对开关自击穿电压的影响，得到了开关自击穿电压和绝缘子表面绝缘电阻的变化规律，开关在放电电流32 kA实验条件下工作13 000次后，自击穿电压平均值由171.5 kV降低至130.8 kV，绝缘子表面绝缘电阻由200 GΩ下降至22.6 GΩ，绝缘子已无法正常使用。同时提出了提高绝缘子抗污染能力、延长绝缘子寿命的措施和方法。

针对12支路并联的快前沿直线脉冲变压器单级模块，给出了模块的电路结构和关键器件参数，实验获得了12只多间隙气体开关的自击穿特性和触发特性。同时,还给出了快前沿直线脉冲变压器模块输出电流的初步实验结果，工作电压150 kV时，次级短路放电电流幅值为235 kA，电流前沿88.2 ns（10%~90%）。次级带0.58 Ω负载情况下，输出电流幅值114.5 kA，电流前沿88.9 ns（10%~90%）。利用微分环测量了12只开关的触发时延分散性，结果表明100次实验开关触发时延分散性近似符合正态分布,开关触发时延分散性对输出电流的影响不大，电流幅值和前沿的标准偏差分别小于2.0%，4.0%，电流波形的畸变主要以平顶为主。

针对一种用于快前沿直线脉冲变压器驱动源的多间隙气体开关，设计了针式和孔式两种预电离触发结构，获得了两种预电离结构下开关的自击穿特性和触发特性。实验结果表明:增加预电离针后，开关静态特性没有明显变化，开关自击穿电压平均值变化幅度小于3%;开关触发特性明显改善，开关工作电压150 kV、触发电压60 kV时，触发抖动减小约20%，触发阈值降低5~10 kV。对于针式预电离结构，实验研究了不同触发电压、工作气压、电离间隙距离时紫外光强度的变化规律,结果表明在电离间隙距离1.5~3.0 mm时，开关触发抖动小于2.0 ns，预电离效果明显。

介绍了4支路并联快前沿直线脉冲变压器驱动源(FLTD)模块的初步实验结果, 在工作电压160 kV时, 次级短路放电电流幅值达到103.4 kA, 电流前沿为78 ns(10%~90%)。利用微分环测量了4只开关在工作电压120 kV时的同步情况, 研究分析了开关同步对放电电流幅值和波形的影响。开关同步小于15 ns时, 放电电流幅值变化不明显, 电流幅值的标准偏差约3.62 kA, 电流波形没有明显畸变; 开关同步15~25 ns时, 放电电流幅值略有下降, 电流幅值的标准偏差约8.59 kA, 电流波形有一定程度畸变; 开关同步大于25 ns时, 放电电流幅值明显降低, 电流的标准偏差显著增大, 电流波形发生严重畸变。