设计了3种不同组合电极结构(椭圆-椭圆、圆弧-椭圆和圆弧-圆弧)的多级气体开关, 对这3种不同组合的电极结构的电场进行模拟计算, 并进行了静态实验。研究发现, 椭圆-椭圆型的电极表面电场分布的均匀性比较好, 不均匀系数为1.03;圆弧-椭圆型的电极在垂直于电极表面的电场强度变化最小, 偏差小于1%;在静态实验中,椭圆-椭圆型的电极耐压能力和稳定性优于圆弧-圆弧型电极和圆弧-椭圆型电极。

介绍了多级多通道气体开关的实验研究工作.开关在电脉冲触发(触发脉冲幅值85 kV)条件下,工作电压在1.0～2.0 MV范围内能够正常工作.自击穿实验验证了Bradley经验公式对于这种开关的适用性,外触发实验研究得到了开关的触发特性.结果表明:开关击穿延时小于100 ns,抖动小于8 ns;3个开关击穿时刻之间的极差小于10 ns.

设计并调试了闪光二号加速器气体主开关同步触发系统.该系统主要由同步控制部分和高压脉冲形成部分构成.整个触发过程包括同步信号的引出、整形滤波、快速比较电路传输、前级脉冲形成、高压脉冲产生.通过对同步信号的整形处理,解决了发生器电流上的高频信号干扰问题;经过快速比较电路和前级脉冲后,选取了同步信号开始工作的时间点,并形成十几V的触发信号;高压脉冲形成部分主开关采用场畸变结合预电离的方式,该结构的气体开关时间响应为50 ns,抖动小于5 ns,满足使用要求.调试结果表明:该系统输出脉冲电压幅值100 kV,前沿小于10 ns,系统的工作时延440 ns,抖动13.5 ns;可通过增加电缆长度来控制触发信号到达气体开关的时刻,实现气体主开关与Marx发生器的延时同步工作.