目前我国超高压电力系统短路容量需要开断能力和相应动、热稳定能力达到63kA的断路器,随着1000kV电压等级电网的发展,必将需要更高容量的断路器。开断电流下降率和弧后恢复电压上升率的影响制约了SF。断路器开断能力提高。为保证较好的大电流开断能力需要足够的SF6充气压力带来较高的工艺成本。同时,SF6气体有较强的温室效应且其废气一旦泄露对人体有害。真空介质优异的承受开断电流下降率和弧后恢复电压上升率的能力,使真空断路器(VCB)在配电领域得到广泛应用,且在故障电流超过50kA的电力系统中表现出比SF。断路器更为卓越的开断能力。如综合利用SF6断路器强绝缘和真空断路器强灭弧的特性,将真空灭弧室与SF。灭弧室串联组成混合断路器(HCB)使其在最大程度上克服各自缺点,可发挥二者的优势开发出经济实用的超高压大容量断路器。此外,针对高海拔地区SF6气体液化温增度高且需保证大开断容量的问题,则可采取降低SF。断路器气体压力而开断容量的损失由串联真空断路器补偿的方法。本文综述了HCB的研究现状、技术难点及亟待研究的问题,说明了本文研究的现实意义及主要研究工作；从介质静态绝缘特性和动态绝缘恢复特性两方面对真空和SF。气体进行了理论分析,阐明了进一步研究的可行性；运用Ansoft软件对真空灭弧室与SF6灭弧室的静态电场分布进行了计算,搭建了不同连接方式下的HCB模型,并对其结构进行了三维电场数值模拟分析,对比得出了较为合理的模型结构,为样机的结构设计提供理论依据；基于ATP软件搭建了电磁暂态仿真平台、设定了系统仿真参数,开发了真空断路器与SF6断路器串联的HCB电弧仿真模型,研究了开断过程中真空电弧和SF。电弧的特性及其相互作用,探明了真空断口与SF。断口的分压关系及其在不同协同动作策略下的介质恢复过程,对比了SF6断路器与HCB的开断容量特性,并提出了对HCB样机操动机构控制精度的要求。结合上述内容对HCB样机结构设计和操动机构控制精度要求的分析,给出了基于真空断路器与SF。断路器串联的光控模块式混合型断路器的设计构想；研制了真空灭弧室与操动机构等电位连接的真空断路器在上而SF。断路器在下的实验样机；完成了系统协调操动控制系统和永磁机构恒速自适应控制系统设计,并利用光纤控制技术实现了两断路器的光电协调控制；设计了真空断路器操动机构自具能电源并对整个控制系统进行了电磁兼容实验。实验研究了HCB串联间隙系统在静态条件下的击穿机理,在改变电压波形、电极距离、SF。充气压力的情况下研究串联间隙系统的电压分布特性、击穿耐压特性及击穿电压增益特性；检验了24kV与40.5kV电压等级HCB样机的操动机构机械特性及自具能电源的性能和电寿命；对实验样机进行了短路电流开断测试,研究了真空断路器与SF。断路器间的相互作用关系,得到了其最佳协同动作区间；最后通过大量实验得到了HCB相对于SF。断路器的开断容量增益特性。实验验证了Ansoft软件对HCB的电场分布计算结果；证明了实验样机的高可控性与可靠性,认为其满足HCB的实验研究需要；将开断过程真空电弧与SF6电弧的相互作用关系在动态电弧模型仿真与实验两方面进行了较好对应；为HCB技术的进一步研究奠定了理论与实验基础。同时,本论文的研究工作对真空断路器与气体断路器(非温室效应气体)组合构成低碳化高压大容量断路器的研究具有较强的借鉴价值。