柔性直流输电以其独特的优势逐步成为未来智能电网发展的方向,高压直流断路器是柔性直流输电系统的关键性保护设备。真空间隙介质恢复速度快,但其击穿电压与间隙距离之间存在饱和效应,为实现超特高压直流开断串联断口数较多,SF₆气体间隙介质恢复速度慢但其绝缘性能优异。采用真空与SF₆气体串联间隙,综合真空短间隙介质恢复速度快和SF₆气体间隙绝缘强度高的优点,通过合理的调控措施,可以较少断口串联实现超特高压直流开断。本文提出一种基于真空间隙与SF₆气体间隙串联的新型混合式高压直流断路器,理论分析了其工作原理与工作过程,提出“电压零休”创造方式与合理分压措施;运用暂态分析软件ATP-EMTP搭建了新型混合式高压直流断路器仿真模型及仿真电路,仿真研究“电压零休”时间影响参数,仿真结果可得同步改变电流转移支路电容、电感值可有效增加“电压零休”时间,其“电压零休”时间可达338.62μs;搭建了固有介质恢复特性试验平台,系统研究了真空间隙/SF₆气体间隙在不同开距/不同电流下降率下的固有介质恢复特性,试验结果可得真空间隙与SF₆气体间隙分别为5-7mm和25-45mm开距时介质强度恢复时间分别为20μs和200μs,最终的介质恢复强度可达40kV和60kV,基于上述试验结果理论推导在“电压零休”为100μs时新型混合式高压直流断路器理想介质恢复强度可达80kV;研制了新型混合式高压直流断路器试验样机,重点研究了有/无“电压零休”、有/无分压措施对实际开断性能的影响,试验结果表明“电压零休”方式和分压措施可以实现真空与SF₆气体串联间隙协同开断。本文通过理论与试验验证了新型混合式高压直流断路器的可行性与有效性,为基于真空间隙与SF₆气体间隙串联的新型混合式高压直流断路器的研制提供了参考依据。