绝缘子冲击电压发生器通常都采用Marx回路。图中C为级电容,它们由充电电阻R并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r一般比R约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动;其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n，总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小，很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整,幅值由充电电压V来调节，极性可通过倒换硅堆D两极来改变。
虽然绝缘子冲击电压发生器本体及直流充电电源有多种结构形式，但基本原理都是采用Marx多级回路，即各级电容器并联充电，然后串联放电以获得脉冲高电压。绝缘子冲击电压发生器本体的主要技术参数包括：
额定电压：发生器各级大充电电压的总和。
额定储能：发生器各级电容大储能的总和。
对于不同的结构形式，目前采用的级电压主要有100kV、150kV、200kV、300kV几种，而发生器的每级电容量则根据试验需要来合理选择。
绝缘子冲击电压发生器本体设计为户内使用，采用三根绝缘立柱支撑结构。在发生器的每级将3根立柱联结可靠，并互相间组成稳定的结构。
发生器的每级都有一台低电感，大容量的冲击电容，它们被放置在绝缘子冲击电压发生器结构中央。该电容采用高密度固体电容器，具有重量轻、体积小的特点，即使在额定工况下连续操作，它们也有足够的使用寿命。
绝缘子冲击电压发生器上使用的所有的电阻都是拔插式的线绕电阻。雷电波的调波电阻采用无感绕制，具有很小的电感。波头电阻和波尾电阻安装在发生器的两柱之间。充电电阻则安装在点火球隙的一侧。
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