全球资源匮乏及社会经济的发展使得电力行业面临着前所未有的效益最大化的挑战和机遇，同时对日益复杂的电力系统可靠性及利用率提出了更高的要求。目前对电力设备的研究主要集中于发电机、变压器等大型电力设备，而高压断路器作为电力系统中重要的保护和控制设备，其运行状态直接影响着电力系统运行稳定性及安全性，但是相关研究仍停留在高校研究阶段，其维修体制则停留在“定期维修”阶段，这种维修体制一方面会造成人力、物力浪费，另一方面，盲目检修及检修不当使得设备在维修过程中引发检修事故而导致“维修过剩”。为此，对高压断路器进行状态监测与故障诊断的研究，可及时发现异常情况、提高其运行可靠性，对电力系统安全稳定运行及维修费用的降低有重要的工程意义。高压断路器运行可靠性取决于生产制造环节及运行维修两方面，本研究针对这两方面以提高其运行可靠性为目的展开研究。首先基于有限元电磁场数值求解方法，应用有限元软件包ANSYS研究断路器的绝缘问题，以求在研制环节改善灭弧室电场分布，降低设备击穿电压，提高绝缘水平。针对断路器绝大部分故障源于机械方面的故障，本研究提取出操动机构开断过程中电流波形的特征量，利用曲元分析及自组织神经网络算法研究其状态量与各类故障之间的关系，提取出诊断规则，在此基础上达到对其操动机构进行故障诊断，降低高压断路器故障率的目的。另外，运行中的SF₆高压断路器绝缘易发生泄漏及微水含量超标的故障，本文结合“松江河发电厂故障诊断系统”对断路器SF₆绝缘性能进行实时监测，为断路器的维修决策提供参考依据。总之，本文以提高高压断路器运行可靠性为研究意义，选取了有限元及自组织神经网络方法分别从生产制造环节及运行维修环节实现对断路器状态监测与故障诊断，达到了提高高压断路器运行可靠性及有效维修的目的。