高压断路器由操动机构和开断元件组成,在电网系统中占有重要地位,是至关重要的复杂电力设备之一。操动机构控制着断路器开断元件分合闸动作的执行,其性能的优劣不仅决定着断路器开断元件分合闸效果的好坏,对整个输变电系统的可靠性和安全性也起着关键性的影响,因此对操动机构的研究与分析具有重要意义。首先,论文在对国内外一些典型的液压操动机构工作原理和关键结构进行分析的基础上,就自主研发的高压断路器专用双稳态液压控制阀,以及重新设计的液压驱动系统进行了分析。该控制阀类似插装阀结构,系统压力27MPa下其阀芯仿真分合时间分别为2.2ms、2.1ms,分合通流面积分别473mm2、425mm2,具有快速、无泄漏、大流量的特点。其次,针对采用皮囊式蓄能器储能的液压操动机构普遍存在的蓄能器漏气不易检测、察觉困难的问题,论文创新性地提出了一套基于波义耳定律的皮囊式蓄能器漏气检测系统,并进行了仿真及试验验证。该系统解决了此类液压操动机构长期储能可靠性差的问题,为此类操动机构的工业应用提供了保障。最后,论文对所开发的由蓄能器、控制阀系统、管路、液压缸及缓冲装置组成的驱动系统进行了理论分析,并借助Amesim液压系统仿真软件重点仿真分析了双稳态控制阀的动态响应特性、建立了机构整体仿真模型。通过样机试验,验证了分合闸仿真模型、仿真计算结果的合理性。进而通过计算机仿真,进一步研究了液压缸机构参数、缓冲装置参数,控制阀开度、调速阀开度、系统压力等对操动机构动态特性的影响,并且对系统关键参数进行了优化设计。本论文研究成果为以后此类操动机构液压驱动系统提供了新的解决方案,并对系统优化和改进提供了理论方法和数据基础。