为了能够形成稳定的多通道放电,研制了一种等离子体喷射触发气体开关。在触发电极的内部嵌入多个微型激励腔以形成多通道等离子体喷射,从而在主间隙中诱导多通道放电。研究了触发电路连接方式、触发能量和极性对多通道等离子体喷射的影响,比较了开关在两种工作模式下各间隙放电通道数量随工作系数的变化规律。实验结果表明：采用触发电路II连接方式,触发电极的多通道放电效果更好；高触发能量、负极性和低气压条件有利于形成多通道等离子体喷射；当开关运行在工作模式Ⅱ,且在较高工作系数时,具有更好的多通道放电特性。

设计了一种同轴场畸变气体火花开关，在开关仅受触发脉冲作用和开关内外电极分别连接正负充电电容两种条件下，实验研究了触发脉冲峰值对开关间隙在氮气中的放电通道数的影响，比较了两种条件下的放电通道数。开关仅受触发脉冲作用时，放电通道承载电流较小；开关内外电极分别连接充电电容，触发脉冲施加于开关触发极时，放电通道承载电流较大。实验结果表明：仅受触发脉冲作用时，开关内间隙的平均通道数随着触发脉冲峰值增加而显著增加；开关电极连接电容的情况下，随着触发脉冲峰值增加，开关内间隙的平均通道数增加，外间隙的平均通道数减小；相近的过电压倍数下，开关电极连接电容情况下的平均通道数明显小于开关仅受触发脉冲作用情况下的平均通道数。

为了实现在大气压下低触发电压的多通道放电，以阵列微孔阴极结构作为触发装置设计了一种新型纳秒脉冲开关。以激光打孔的双面环氧板为阵列微孔阴极，研究了开关工作系数、微孔阴极放电电流、微孔阴极孔数及微孔阴极孔径对开关触发电压、延迟和抖动时间的影响。实验结果表明：更多的阵列微孔、100 μm的微孔孔径能够降低开关的触发电压，同时高开关工作系数、大触发电流、多阵列微孔能够减少开关的延迟和抖动时间。因此，为了获得更高性能的纳秒脉冲开关，除了对开关结构的进一步改善，这几个影响开关性能的因素是设计开关时应主要考虑的。

研制了一种用于快Marx发生器的三电极场畸变结构的气体轨道开关, 针对3种不同的绝缘介质N2、干燥空气和SF6/Ar混合气体开展了轨道开关的自击穿特性和触发特性研究。结果表明:轨道开关的自击穿电压与气压基本呈现线性关系, 并且在相同实验条件下, 相对于N2和干燥空气, 当绝缘介质为SF6/Ar混合气体时, 轨道开关具有工作电压范围宽、工作系数低、触发击穿延时短、抖动小的优点。采用数码相机拍摄了开关导通过程中形成的放电通道积分图像, 初步研究了绝缘介质、电流大小等因素对开关形成多通道的影响。结果表明:提高触发电压、充电电压和放电电流及采用SF6/Ar混合气体均能够有效增加放电通道数目。

使气体开关形成多通道放电是减小开关电感、通道电阻、电极熔蚀,提高开关寿命和稳定性的有效措施。设计了一种同轴场畸变气体火花开关,研究了开关在纳秒脉冲电压下的多通道放电现象。研究了脉冲电压上升速率与多通道放电特性的关系,比较了两种体积比的SF6/Ar混合气体多通道放电特性。实验结果表明:一定气压下,平均通道数随着脉冲电压上升率增加而增多,电流分布趋向均匀;相同脉冲峰值与气压比值,不同气压下,高气压下的通道数较多;SF6/Ar混合气体中,氩气含量较高情况下多通道放电特性较好。最后,结合J.C.Martin的多通道放电理论对实验结果作出了初步解释。