特高压直流输电具有距离远、容量大、损耗低的优势,直流隔离开关作为直流输电的重要设备,其设计制造水平对整个系统的可靠性有着重要的影响。随着电力系统电压等级的提升,对电气设备的电晕放电,无线电抗干扰能力,以及外绝缘的要求更为严苛。因此对特高压直流隔离开关进行优化设计,使其满足直流工程的要求成为了当务之急。本文结合隔离开关的冲击放电试验和电场仿真分析,对特高压直流隔离开关进行了优化设计,本文研究的主要内容如下:本文根据电磁场中静态电场的计算仿真方法和有限元方法理论,利用Soildworks 软件建立±800kV 和±1100kV 隔离开关模型,结合 Comsol Multiphysics多物理场仿真软件对±800kV和±1100kV隔离开关的电场分布进行了仿真分析,得到其电场强度分布基本情况。在此基础上,对±11OOkV双均压环结构的隔离开关进行了操作冲击放电试验,检验其外绝缘特性是否满足要求,场强最大点和频繁放电位置基本一致。结合电场分析结果和操作冲击试验结果对±800kV和±1100kV隔离开关端部金具进行了优化。通过对特高压直流隔离开关的端部金具参数的改变,研究了均压环环径、管径、屏蔽深度及断口距离对隔离开关电场分布的影响。±800kV隔离开关通过缩短断口距离,增加均压环屏蔽深度以降低放电概率;±1100kV隔离开关将原有的双均压环结构改为全包裹的球形以改善电场分布,提高绝缘水平。为检验优化效果,本文对优化后的±1100kV隔离开关进行操作冲击放电试验,试验结果表明,蘑菇头结构的全包式屏蔽罩能够满足要求。±1100kV换流站多为户内换流站,需要验证隔离开关肘节顶部和阀厅顶部之间到的安全距离,本文通过采用肘节对地间隙放电的方法模拟隔离开关肘节对阀厅顶部的放电试验。最后根据仿真和试验结果给出了特高压直流隔离开关端部金具优化的推荐尺寸。本文利用操作冲击放电试验和仿真分析结果对特高压直流隔离开关端部金具的参数形状进行了优化,并验证了优化效果,使其满足特高压直流输电的要求。本文研究内容对提高我国直流隔离开关制造水平,以及特高压直流输电工程的建设具有一定的指导作用。