电力系统容量的提升对高压断路器的开断能力提出了更高的要求,SF6气体断路器和真空断路器是目前广泛应用的高压开关,SF6断路器作为110kV以上高压领域主导产品,其开断能力受到了恢复电压上升率的影响,同时SF6气体作为温室效应气体也被建议限制使用,而真空断路器的耐压水平则受其长真空间隙的限制,制约了其在更高电压等级的发展。为了能同时利用真空断路器短间隙灭弧性能和SF6断路器的强绝缘特性,将两者串联组成一种混合式断路器,这不但可以克服两种断路器各自的缺点,还能同时发挥二者各自的优势,进而开发出新型的大容量环保经济断路器。本文在论述了电力系统和断路器发展的基础上,提出了混合断路器设计的目的和意义；基于对真空和SF6介质的特性和理论模型介绍,从理论上对混合断路器的绝缘和恢复特性进行了分析,推导出了混合断路器的电弧理论模型；运用电磁暂态仿真软件EMTP-ATP,搭建混合断路器仿真模型,通过改变仿真参数对40.5kV电压等级混合断路器进行开断短路电流仿真,比较了不同电路条件和模型仿真参数时的开断结果,分析两断口之间的相互作用；通过实验的方法也验证了混合断路器的绝缘和开断特性,并利用MATLAB软件对电弧参数进行了优化处理。本文从理论、仿真以及实验三个方面分析并验证了混合断路器的开断机理,结果显示了混合断路器设计的可行性,其中混合断路器中真空和SF6断口的相互配合关系得到了验证,结果表明,真空断口能有效辅助SF6断口提高其开断能力,进而减少SF6气体的使用,在一定程度上实现了高压断路器设计的经济性和低碳化。