近年，随着电磁内爆在军民领域应用的快速发展，许多国家都在积极开展 Z箍缩器件的研究，以利用该类器件实现高功率的电磁内爆，进而研究电磁内爆所产生的相关物理现象。而在Z箍缩器件的设计与制造过程中，大尺度的脉冲功率真空传输及汇聚器件的传输效率问题是必需考虑的。因此有必要对这类器件进行系统的理论研究及数值模拟。本论文旨在对决定大尺度脉冲功率真空器件传输效率的磁绝缘现象进行相应的理论研究，并对相应的器件进行PIC数值模拟研究，分析相应的模拟结果，主要包括以下几个方面的内容：　　1．针对大尺度脉冲功率真空器件的特点，对所采用电磁场时空迭代方法、宏粒子模型、网格划分等基本算法进行简介。着重讲解了金属支撑杆边界算法、周期对称边界算法以及三维分区建模并行模拟。　　2．介绍了磁绝缘传输线（MITL）的基本构型、磁绝缘的形成原理及分类，对电子的磁绝缘稳态模型进行了简介。并在此基础上推导了质子的磁绝缘稳态理论，并将得到的相应结果与模拟结果进行相互印证。研究了阻抗变化对空间电子流的影响，并对所得结果进行模拟验证。　　3．研究了四层圆盘锥MITL的基本结构，对中心汇流区的构型及特性进行了相应的探索。模拟了稳定电压下不同阻抗负载情况下，中心汇流区的磁绝缘效果及传输效率的大小。之后加入相应脉冲功率，模拟研究了在只考虑电子爆炸式发射时中心汇流区及整个四层圆盘锥MITL的传输效率。　　4．针对中心汇流区所产生的“零磁位区”附近的电子大量沉积，开发了计算阳极表面电子产生的能量沉积及温度升高的相应模块。对中心汇流区工作在稳定电压下采用高阻抗负载时，阳极表面的能量沉积及温度升高进行了模拟，并分析了模拟结果。　　5．对金属表面二次电子发射进行探讨，开发了基于 PIC算法的二次电子发射模块并进行了模拟验证。模拟研究了二次电子发射对中心汇流区的影响，并对模拟结果进行了探讨。　　6．基于采用同轴型 MITL作为 Z箍缩器件从脉冲功率产生端到汇聚端之间的传输部件考虑，对脉冲功率产生器件连接同轴型MITL进行了模拟。同时，模拟了在同轴型MITL中间加入螺旋支撑杆作为支撑结构后，该支撑结构对传输效率的影响，并分析相应的模拟结果。