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要求设计的冲击电压发生器的标称值为1000kV，则应采用多级冲击电压发生器结构。采用双边充电的高效回路，每级两个电容器，分5级。每一级级电压为200kV，每一个电容通过变压器充电100kV。则冲击电压发生器可产生的电压约为5×200=1000kV，满足题设要求。冲击电压发生器原理图如图5所示。

图5  1000kV冲击电压发生器电路结构图

图5中K是电源开关，D是高压硅堆，T1是单相调压器，T2是试验变压器，V是交流电压表，R0是保护电阻，R是充电电阻，rf是波前电阻，rt是波尾电阻，C是各级电容，C2是试品电容，G0是点火球隙，G是中间球隙，G’是隔离球隙，C11 、C12 、C13是电容分压器的高压臂电容，C20是电容分压器的低压臂电容，Z是测量电缆的波阻抗，R1是匹配电阻（R1=Z），CRO是高压脉冲示波器。

由T1、T2，两个反接的D向C充以U0的电压，这样所有电容器C上都充以U0的电压。点火球隙G0的放电电压设置为2U0，5个中间球隙的放电电压设置为2U0-3U0之间，此时各个球隙都不能放电。串联放电的过程开始后，在G0的接地球内部点火电极上施加一个脉冲电压，使点火电极与接地极放电，从而使G0放电。之后1点电压强制为零，由于电容电压不能突变，迫使2点电压为-2U0，加在第一个中间球隙上的电压变为4U0，球隙击穿。之后过程依次类推，到10点处电压为-10U0，隔离间隙G’击穿，在试品上就获得了10U0的冲击电压。图中试品C2右侧为测量系统。

试品电容最高为2000pF，估计冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容约为500pF，估计电容分压器的电容约为600pF，则总的最大负荷电容为：

为保证电压效率，冲击电容应大于等于负荷电容的10倍，则冲击电容约为：

由于回路中的电感会影响到冲击电压波形，故选用主电容时应选择固有电感小的电容器，在本设计中主电容采用脉冲电容器。用于冲击电压发生器的脉冲电容器主要型式可分为：胶纸筒型、瓷套型和金属壳型等。

胶纸筒型电容器体型细长，机械强度差，不便于采用柱式发生器结构，需要另立绝缘支架，而且这种电容器的容量不能做很大，在使用中容易受潮，故很少用于大型冲击电压发生器。

瓷套电容器具有很高的机械强度和良好的绝缘性能，适合于柱式发生器结构，但其能量亦不能做得很大，故该种电容器多用于2000kV以下的中型冲击电压发生器。

金属壳电容器电压和容量可以做得很大，而且机械强度高，适用于多种冲击电压发生器结构，故使用广泛。

综合考虑电压等级、电容器规格与电容量的影响，在某电容器生产商脉冲电容器产品列表中选择额定电压为100kV，标称容量为0.2μF的铁壳式脉冲电容器。该电容器的技术参数如表1所示。

表1  MY100—0.5 高压脉冲电容器技术参数

用此种电容器5级串联，标称电压可达1000kV，基本满足前述要求。每级由2个电容器串联，使冲击电容为：