直线型变压器驱动器(LTD)技术是Z箍缩驱动器领域的前沿和热点,也是中国工程物理研究院正在开展的Z箍缩驱动聚变裂变混合能源堆(Z-FFR)设计研制的首选技术途径。面向能源的LTD驱动器装置规模庞大,所需气体开关数量高达数十万只,这对开关性能提出了非常严苛的要求:自击穿概率优于10-7,寿命106以上。当前LTD模块所用气体开关的性能指标与能源应用需求还相差甚远,需要进一步改进提升。本文根据国内外LTD气体开关研究现状,在前期LTD模块实验基础上,研制了工作电压±100kV、低抖动、低自击穿概率的多间隙气体开关。从气体放电理论出发,分析了多间隙气体开关的导通机理以及气体开关击穿延时和抖动的影响因素;通过电极材料、电极间隙、电极形状、均压方式和绝缘子的优化设计,使气体开关具有较低的场不均匀系数和较高的场畸变系数,以减小击穿延时和抖动;实验研究了气体开关的电晕电流特性,通过不同结构间隙电晕针的静电场仿真分析,优化了电极间隙结构,提高了各间隙电晕电流的一致性,大幅提升电晕针的均压效果,以降低开关的自击穿概率和改善触发性能;按照LTD模块单支路结构搭建了气体开关实验平台,设计了简单可靠的新型脉冲触发电路,进行气体开关直流自击穿特性和触发特性实验。充电±90kV、工作系数60%时击穿延时40.1ns,抖动1.3ns,以0.1Hz重复频率连续触发500次无自击穿,与原气体开关(工作系数、击穿延时和抖动)相比,性能有很大的提升。