气体火花开关是脉冲功率驱动源常用的基础器件,具有功率水平高、造价低和易维护等优点,在高功率微波、闪光照相和Z箍缩等国防技术和高新技术领域有重要应用。作为脉冲驱动源的核心器件,开关往往对系统性能有决定性影响。开关放电过程中的电极烧蚀,是长期困扰开关技术发展的关键问题之一。电极烧蚀引起的电极表面状态的变化,影响开关自击穿电压变化,进而会导致非预期的开关自放电;烧蚀金属蒸汽污染开关内环境,导致绝缘电压耐受性能劣化甚至绝缘失效。目前,对于开关熔蚀机理和实验规律有了很多研究,但还不够完善,特别是针对几十千安下放电、模型对于定量分析开关质量损失、烧蚀参数在特定放电下的变化规律等认识还不够深入,因此,分析电极在特定电流下的烧蚀机制和烧蚀参数的实验变化规律具有现实意义,也是本文的主要研究内容。论文的主要研究内容和结果如下:1.介绍了气体火花电极烧蚀国内外研究现状,针对研究中的不足提出了本文的研究观点;分析了开关放电理论、放电基本参数和放电电流密度分布等内容,为烧蚀模型建立和分析提供理论基础。2.利用热传导方程建立了一维电极烧蚀模型,将相变潜热作为主要内热源,在模型中考虑了阴极电流密度分布和阴阳极不同的热流大小,可用于计算材料的汽化质量损失。结果表明:不锈钢和黄铜烧蚀程度基本相当,不锈钢电极较黄铜电极来说耐烧蚀,计算所得的烧蚀质量变化基本与实验相当,可初步作为预测开关质量损失。3.搭建开关实验平台;对电极烧蚀参数进行了测量和分析;研究了短路放电和阻尼放电各自不同幅值电流放电下的电极烧蚀特性;开展了不锈钢(1Cr18Ni9Ti)、黄铜(H62)、石墨(EDM-AF5)和钨铜合金(W-10Cu)电极的烧蚀特性实验,分析了材料性能对烧蚀的影响,并且对计算模型进行了对比验证。研究结果表明:放电电流峰值和周期增大,电极材料烧蚀速率增加,电极表面粗糙度增大;石墨是一种优于金属的电极材料,在金属电极中,钨铜合金质量损失小,综合性能较好于黄铜和不锈钢;阻尼与短路放电,计算得到的阴阳极质量损失与实验接近且和实验变化趋势相同,阴极质量损失均小于实验所得,短路下计算的到的阳极质量损失较大于实验。