本文的主要工作是EAST极向场电源失超保护系统的研制和实现。论文首先在介绍、比较和分析目前应用于聚变电源失超保护系统的各设计方案和技术基础上，提出采用开关二级换流技术，软、硬件并行控制方法等为核心的EAST极向场电源失超保护系统总体设计方案。并重点通过理论分析了开关二级换流过程的规律，为失超保护系统主电路设计、换流回路的参数确定和具体的工程设计提供了理论指导和依据。　　 通过对双触头结构的失超主保护开关一直流快速断路器开断实验研究基础上，重点建立了可模拟这种大功率直流断路器开断过程的数学仿真模型；并对断路器开断过程中出现的电弧背后转移现象，触头区域吹弧磁场的分布，双触头结构二级换流过程的特点和规律进行了理论研究和仿真分析，在此基础上提出了断路器结构的优化设计方案。　　 本文重点设计和研究了失超后备保护的关键设备-国内首台大功率爆炸开关系统。综合应用热学、电学和爆炸力学等相关理论知识并结合开关系统实验，采用大型有限元分析软件分别建立了开关水冷触头系统的热、电耦合仿真模型和炸药爆炸对触头系统成型作用过程的数学仿真模型。这些仿真模型和理论分析为爆炸开关的结构和工艺设计，以及开关系统的研制成功等提供了重要的理论依据和工程指导。　　 针对磁体失超所需的大功率移能电阻，通过理论分析和计算确定了其阻值和材料，并给出其设计结构。利用故障树和可靠性框图分析法对关键的硬件电子线路保护系统进行可靠性分析的基础上，成功完成了失超保护控制系统的设计和实现。最后通过失超保护系统实验及其在EAST装置中的运行考核，证明其完全满足电源系统和EAST装置的运行要求。