真空断路器在中压电力系统中起到重要的保护作用,灭弧室作为断路器的核心部件,其内部电、磁、热特性以及材料性能直接影响断路器本体的绝缘性能和开断能力。本文以真空灭弧室结构参数设计为研究对象,进行电场与磁场有限元数值模拟;为满足绝缘性能要求,对真空灭弧室内部结构部件进行参数优化与设计;提出BP神经网络与遗传算法相结合的优化方法,并用于灭弧室电场和磁场的参数化优化设计中。为提高传统BP神经网络模型的预测准确性,采用遗传算法对初始权值、阈值进行前期优化;再进一步运用正交试验设计和归一化处理方法对样本进行采集和预处理;在上述基础上,采用遗传算法完成优化。通过对典型测试函数寻优,验证了所提出组合优化策略的可行性。为确定真空灭弧室组成部件的结构参数,分别对绝缘外壳、屏蔽罩、触头电极、波纹管、导电杆进行材料与结构的参数化分析;以8种不同技术参数的真空灭弧室为对象,比对分析结构参数对绝缘特性的影响规律;并给出12k V/1250A/31.5k A真空灭弧室总体结构参数群组。为实现真空灭弧室内部电场优化,以12k V/1250A/31.5k A真空灭弧室为对象,建立电场有限元分析模型,通过改进BP神经网络的方法得到真空灭弧室电场预测模型;采用遗传算法实现电场结构参数化优化设计,仿真对比分析优化前后场域电场分布;求得额定电压、工频电压以及雷电冲击电压下三相真空灭弧室相间电场分布,以实现相间绝缘分析。以上述电场优化后的绝缘结构参数为基础,进行灭弧室触头间隙磁场优化分析。建立磁场有限元模型;采用单因素分析方法,确定优化变量;建立磁场改进BP神经网络模型;采用遗传算法对磁场进行参数化优化;对比分析优化前后触头表面与断口中心平面磁场,以验证优化方案的可行性,进而提高开断性能。