火花隙开关凭借其结构参数易调整、组装维修方便、工作电压范围大、通流能力大等种种优点,常被用于脉冲功率领域中做高压开关。但是火花隙开关在长时间高负荷工作的条件下,会造成电极的烧蚀,进而影响开关的性能,甚至导致开关的失效。针对此问题本文从火花隙开关主电极的外形、开关主电极之间的距离以及开关触发电极距离阴极平面的距离这三个角度出发,在减轻电极烧蚀的目标下,通过有限元仿真的方法,优化电极的结构参数,并通过实验进行了对比验证。本文首先从开关的理论基础、开关的类型、开关电极烧蚀的机制以及如何减轻电极烧蚀等方面对火花隙开关的工作机理进行了探究,得到电极烧蚀机制主要包括电极的加热和电极材料的脱落这两种机制,需要根据实际情况合理设计开关以及采取有效措施来最大程度的降低电极烧蚀带来的不利影响。然后通过有限元仿真的方法,运用ANSYS有限元软件对火花隙开关的主要结构参数进行了优化分析,为其选取合适的结构参数:改变弧面凸起高度,对不同的主电极外形进行相应的电场仿真,确定主电极形状;在确定主电极的外形后,改变主电极之间的距离进行相应的电场仿真,初步选取合适的主电极距离;在确定了主电极外形和主电极的间距后,改变触发电极到阴极平面的距离进行相应的电场仿真,选取合适的触发电极的位置。最后,根据仿真选取的结果进行了相应的实验验证:对于主电极外形的选取,制作了不同外形的主电极,固定主电极之间的距离,在常压空气下进行自击穿实验;对于主电极之间距离的确定,确定主电极弧面凸起高度,调整主电极之间的距离,在常压空气下进行的自击穿实验;而对于触发电极位置的确定,确定前两者后,在常压空气下改变触发电极到阴极弧面的距离进行的触发实验。通过对火花隙开关电极烧蚀优化的仿真和实验研究,得出了以下结论:当火花隙开关在常压空气下进行工作,工作电压为13k V,主电极弧面突起高度为3mm,主电极之间的距离为3mm时,可以避免主电极发生过度集中的烧蚀,达到减轻电极烧蚀的目的;当火花隙开关在常压空气压进行工作,工作电压为8k V,触发电压为20k V,主电极弧面凸起高度为3mm,主电极之间的距离为3mm,触发电极距离阴极平面为2mm左右,可以避免触发电极发生严重的烧蚀。最终为火花隙开关结构参数的初步优化提供了依据。