直流微网混合断路器作为直流微网和微网并网的保护单元,其安全、可靠的动作性能已经成为限制分布式电源发展的重要因素之一。采用机械开关和电力电子器件构成的混合直流断路器,综合了传统机械断路器和固态开关的优点,其快速的分断性能,为直流微网及分布式电源的发展提供了重要保障。本文以内部参数为着手点,研究混合直流断路器在开断微网故障电流下的电流转移特性,通过对电流转移特性的分析得到合理的电流转移特性结论和最佳的直流微网混合断路器设计方案,为今后直流微网混合断路器的快速开断提供理论基础和参考方案。本文首先利用Mayr电弧模型、IGBT、RCD缓冲电路和避雷器,在Matlab/Simulink中搭建了符合课题研究需求的混合直流断路器仿真模型,通过对不同外电路参数和转移支路参数下的仿真波形进行分析,得到具有理论支撑的电流转移特性结论。既验证了仿真模型的准确性,又为直流微网混合断路器样机的设计和测试提供了合理有效的参考。通过仿真所得到的电流转移特性结论,设计出一款可以承载关断过电压1200V、开断电流150A的混合直流断路器样机。样机采用斥力分断、永磁保持的快速斥力真空开关作为机械开关,IGBT作为电力电子开断单元,并配有RCD缓冲及避雷器保护。自行设计的快速斥力真空开关具有较快的分断速度,为混合断路器电流转移特性的研究奠定了坚实的基础。本文最终为自行设计的混合直流断路器样机设计了一套试验测试平台,模拟直流微网电压等级下(400V)的短路故障,并针对不同的故障电流(200A以下)和线路电感大小进行了开断实验,得到了与仿真相一致的电流转移特性。验证了样机设计的有效性和不同参数下电流转移特性结论的准确性,为今后研制动作速度更快的直流微网混合断路器提供了依据和指导。