多间隙气体火花开关多通道放电特性及其调控技术

多级多通道气体火花开关（MMCS）在Z箍缩驱动装置中有着很大应用潜力，而其复杂的触发放电过程影响了多级多通道开关的工作特性，因此，掌握多级多通道气体火花开关触发放电过程与调控技术对改善其工作特性具有重要意义。本项目以多间隙气体火花开关为研究对象，着重研究多间隙气体火花开关电触发放电过程，通过研究电触发脉冲参数、气体介质种类对间隙多通道放电特性及放电路径的影响规律，探索多间隙气体火花开关的稳定多通道放电技术条件与调控方法。主要研究内容包括：触发脉冲波形与参数对放电多通道数与放电路径的影响、气压与气体种类对通道数影响、以及开关多通道放电特性对触发放电延时与抖动、开关电感的影响，并建立气体火花开关暂态电路模型，对不同触发脉冲下电压分布特性进行分析，并对开关工作特性进行综合迭代分析，从而掌握气体火花开关多通道放电的控制因素，提出多级多通道开关结构设计原则和多通道放电的调控方法。

多通道气体火花开关（MCGS）在Z箍缩驱动装置中有着很大应用潜力，而其复杂的触发放电过程影响了多级多通道开关的工作特性。因此，掌握多通道气体火花开关触发放电过程与调控技术对改善其工作特性具有重要意义。本项目以三电极多通道气体火花开关为研究对象，着重研究气体火花开关电触发放电过程，通过研究电触发脉冲参数、气体介质种类对间隙多通道放电特性及放电路径的影响规律，探索多通道气体火花开关的稳定多通道放电技术条件与调控方法。首次提出了采用喷射等离子体触发气体开关放电技术。在触发电极内部设计了等离子体喷射腔，通过施加纳秒触发脉冲，在开关火花间隙中产生多个喷射状的等离子体通道，并诱导形成多个稳定的放电通道。项目研制了喷射等离子体触发三电极场畸变气体开关原理样机，研究了等离子体喷射过程与特性，获得了喷射等离子体辐射光谱、电子温度和密度的时空分布特性。研究了等离子体喷射开关的工作模式、触发脉冲参数、工作系数和触发方式对开关多通道放电和触发放电特性，探索了喷射等离子体触发放电机制，建立了开关触发放电模型，综合分析了喷射等离子体参数对开关触发放电特性的影响规律。该项目研究成果解决气体开关低触发抖动和低自放电概率间的矛盾关系，为具有低触发抖动和低放电概率的多通道气体开关提供了一种新的技术路径，对大功率脉冲功率技术的发展具有促进作用。