近年来,我国的电网系统正在逐渐建设成为经济性强、兼容度高的智能电网。断路器作为电力系统中至关重要的保护设备,是组成智能电网的基本条件和关键节点,其可靠性、智能性等性能指标的提升可以更好的满足智能电网的需求。传统的断路器由于其自身动作时间慢、自动化和智能化程度低,已经很难适应智能电网中各级电力系统的协调与统一。本文主要围绕快速开关操动机构及控制器展开研究。快速开关操动机构方面,首先对永磁机构进行研究,分析单稳态永磁机构的结构模型和工作原理,并构建出数学模型进行动态特性研究,对比双稳态永磁机构,可以有效的缓解触头之间的撞击程度,合闸性能更具优势。其次对斥力进行研究,为了解决传统涡流斥力机构后程无力、可能出现分闸失败的问题,提出了利用材质参数完全相同的动静线圈构建双线圈盘斥力机构的方法,保证了出力的同步性,产生较大的电力斥力,分闸操作十分迅速。最后融合了二者的特点,设计了混合型操动机构的结构模型,在分、合闸操作两方面都有优异的表现,可以实现快速分合闸的目的。结合信息技术、现代电力电子技术设计出集通信、控制、保护等功能于一体的智能控制器,硬件电路设计中以CPLD作为核心芯片,根据系统整体结构框图,设计了电容充放电、分合闸主回路、电源转换以及各状态信息量监测模块,研究了硬件模块的设计思路和功能实现。针对硬件电路的功能需求,软件设计采用标准化高、可移植性强的硬件描述语言VHDL,根据整体功能要求,设计合闸、分闸、故障状态子程序。对快速开关混合型操动机构部分建立准确的有限元模型,根据理论研究确定的影响因素进行仿真分析,确定了永磁机构和斥力机构中线圈匝数、外部电容容量和电压等关键影响因素。最后通过实验平台进行了实验验证,测量的分闸时间小于3ms,合闸时间小于10ms。仿真和实验结果表明了本文研究的快速开关的操动机构及控制器的性能是符合要求。