利用脉冲变压器可以较容易地构造出在峰值功率、平均功率、稳定性、寿命等方面性能优良的脉冲功率系统。相比于其他类型的脉冲变压器,螺旋线型Tesla变压器不仅不受铁磁材料饱和和频率的限制,而且具有结构简单、次级匝间电容小、成本低、容易实现高变比等优点,在长寿命、高重复频率运行等应用场合更具优势。本文在对Tesla变压器谐振充电电路模型进行理论分析的基础上,研制了一台匝数比为3:660的油浸式螺旋线Tesla变压器样机,其峰值变比大于100,次级可以获得大于150kV的高压,能量传输效率可达到40%。利用样机对螺旋线型Tesla变压器的谐振充电特性进行了实验研究,结果表明增大初级电容,增大失谐系数,可以提高输出峰值变比。当失谐系数大于1时,增大变比的同时,能量传输效率反而会下降。初级电流最大上升率与充电电压成正比,与初级回路总电感成反比。基于空芯螺旋线Tesla变压器的研究,研制了一套高压重频纳秒脉冲电源,对其结构和组成部分进行了详细的设计和测试。利用滤波电容经电感对变压器原方电容进行快速充电,可以满足脉冲源重频运行时的充电要求。通过气体开关对变压器输出的微秒脉冲进行陡化,可以产生上升沿为30 ns,幅值为100kV,重复频率为500Hz的纳秒脉冲波形。针对待研制直流断路器的参数和工况,设计了一套基于Tesla变压器的开关触发器系统。为保证可靠性,设计了与多级开关并联的阻容链式触发分压网络。在Pspice软件中对触发网络和Tesla变压器型触发器的触发过程进行了仿真。考虑到长期挂网运行的绝缘问题,对Tesla变压器型触发器的供电方案进行了分析。搭建了四级间隙实验回路,对相关问题进行了验证。