以真空为绝缘与灭弧介质的真空断路器在配用电系统中得到广泛应用。随着新能源技术的发展与应用以及配用电系统的发展需要,采用换流技术与机械式中压真空断路器相结合的真空直流开断已成为国内外学者研究热点。真空灭弧室作为真空断路器熄弧系统的核心部件,其动、静态绝缘性能将直接影响开关本体的运行特性以及所在电力系统的安全、可靠与稳定运行。本文以有源型直流真空断路器为研究对象,在分析直流真空断路器本体系统换流回路与灭弧系统的基础上,计及换流参数L和C的影响,研究灭弧系统绝缘特性与磁特性变化规律。基于基尔霍夫定律,给出直流真空断路器开断过程的微分描述。研究真空灭弧室电场分布均匀度的影响因素。建立轴对称灭弧系统电场计算模型,采用有限元数值计算方法,求得不同换流频率以及边值条件下直流真空断路器灭弧室电场分布以及主要结构部件的沿面电场分布。通过对15kV和24kV单断口直流真空灭弧室不同时刻、不同换流频率、空载开断过程中灭弧系统电场分布的数值模拟与分析,找到真空灭弧室内不同开断时刻电场渐变规律,定量分析动、静触头沿面以及悬浮屏蔽罩沿面电场分布情况以及比对研究。基于有限元数值分析平台,建立真空灭弧室杯状纵磁触头三维磁场计算模型,分别对触头杯壁开4槽、6槽结构在不同换流频率下暂态磁场进行数值计算与分析,研究磁致热过程中磁吹能力的影响因素,求得断口区域电弧中心平面在典型换流频率下电流峰值时刻和电流过零时刻的纵向磁场三维分布以及可视化比对分析。