在“双碳”目标下,新能源将再次迎来大发展,而大规模新能源并网以及远距离电能输送仍存在挑战。以电压源型换流器（Voltage Scourced Converter,VSC）为基础的柔性直流（VSC-HVDC）输电技术具有有功无功独立控制、便于组网等优点,克服了常规直流易换相失败的缺点,因此在新能源并网及输送、异步系统互联等场景受到广泛关注。但VSC-HVDC系统含有大量电容储能元件,一旦发生直流侧故障,将产生快速上升的故障电流,对电力电子器件构成威胁。快速隔离故障是保障直流系统安全的关键,但由于柔性直流系统的故障电流没有过零点,无法使用交流断路器方案。因此直流系统的故障隔离成为极具挑战的关键难题。当前柔性直流输电系统的故障隔离主要依靠交流侧断路器、直流断路器和自清除模块,但交流断路器无法满足VSC-HVDC系统的故障隔离速度要求,而自清除模块方案缺乏选择性。因此实际工程中的故障隔离方案主要使用双端口直流断路器。但随着直流电网的不断扩大,对双端直流断路器的需求量越来越大。为减少工程成本,共用主断流支路的多端口直流断路器应运而生,通过共用断流支路来减少大功率半导体的使用。但依旧没能解决直流故障隔离过程中过压高、瞬态能量大的问题。本论文围绕柔性直流输电线路的故障隔离问题,提出了一种应用于多端柔性直流系统的具有柔性开断能力的多端口混合直流断路器,并通过搭建故障模拟实验平台对一种低成本高效能的新型环状多端口断路器进行了样机研制。首先,综述了柔性直流输电线路故障隔离的研究背景和意义,并对当前研究下的典型故障隔离方案进行了分类介绍,分析了当前工程中使用的部分故障隔离方案存在的改进空间;针对多端直流系统下的单极接地故障和双极接地故障过程进行了动态响应特性分析;对直流断路器中普遍存在的过压高、瞬态能量大的问题,提出了一种具备柔性开断能力的多端口直流断路器的方案。其次,详细阐述了本文所提拓扑方案的工作原理,即通过主断流支路上的电容器和阻性元件分别进行换流和耗能过程,利用电容具备的充电特性缓冲故障能量的冲击,以实现对故障电流的柔性关断;当电容充电达到金属氧化物避雷器（MOA）的开通电压时使用MOA进行故障能量的吸收并利用并联电阻加速能量的耗散,对此本文亦进行了仿真分析。所提方案以优化断流性能和减少经济成本为主要目标,使用电容器替代主流拓扑研究中使用多级串联IGBT的思路,使得主断流支路的成本大幅降低;并在性能上实现了直流断路器“柔性”开断故障电流的能力,大幅减少了在故障过程中器件承担的过压,缓冲了故障能量的强制吸收。最后,针对当前多端口直流断路器样机研究的缺乏,对于一种具有可行性的多端口直流断路器方案进行了样机研究,包括故障模拟实验平台与断路器平台的设计与实现。本实验电压等级为300V,设计并模拟了三端柔性直流输电系统中使用多端口直流断路器样机进行故障隔离的实验。依照选型标准结合数值仿真对硬件进行了选型,并进行了实物平台的搭建;对实验所需的IGBT等硬件设施进行了控制电路、驱动电路的设计,撰写了控制直流断路器开断时序的程序;最终完成了对多端口直流断路器的可行性验证。综上,本论文针对柔性直流输电线路的故障隔离问题,分析了现有故障隔离方案中存在的不足,并提出了优化解决方案;搭建了实验平台,验证了一种低成本环形多端口直流断路器拓扑的可行性。