基于前沿约100 ns、电流约100 kA的快前沿直线脉冲变压器(FLTD)平台, 开展了单丝电爆炸相关实验研究。围绕FLTD平台搭建了激光探针和可见光分幅相机等离子体图像诊断系统, 采用可见光PIN和XRD分别测量了单丝电爆炸的辐射特性。实验获得了不同时刻对应的W丝(15 μm)和镀膜W丝(15 μm W+2μm 聚胺亚胺)电爆炸的物理图像, 呈现了两种情况下金属丝融蚀过程以及等离子体不稳定性发展的过程。实验结果表明, 镀膜能够增加电流初始阶段的能量馈入, 进而改善金属丝的电爆炸特性。

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(FLTD)的堆栈式多间隙气体开关，研究了电极表面粗糙度、电场不均匀系数、放电电流、气体压强等因素对开关自击穿电压分散性的影响。电极表面粗糙度0.1~0.8 μm时，击穿电压平均值没有明显变化，击穿电压分散性小于1.5%；电场不均匀系数为1.20和1.30时，电极烧蚀均匀，开关自击穿电压分散性小于2.0%；放电电流由1.1 kA增加到30.0 kA时，击穿电压的分散性增加了约2倍，电极烧蚀的作用明显增强；工作气压由0.04 MPa增加到0.30 MPa，击穿电压的分散性由1.5%增加到36%。初步分析了降低开关自击穿电压分散性的途径和方法。

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。

进行了一种可用于快前沿直线脉冲变压器驱动源系统的多间隙气体开关的设计和实验,给出了开关的静态放电实验结果, 获得了静态击穿电压平均值及标准偏差随气体压强的变化规律。开关充0.15 MPa干燥空气时, 最高耐压可以达到200 kV。研究了开关在不同欠压比和不同触发脉冲幅值下的触发特性。开关工作电压150 kV、欠压比78.5%、触发电压70 kV时, 开关的触发延迟时间34.4 ns, 抖动1.6 ns。开关经过5 000余次放电, 击穿点分布均匀, 可以形成多通道放电。开关结构新颖, 安装操作简便, 装配精度大大提高, 实用性强。