近年来,随着直流电网技术的快速发展,大规模可再生能源接入电网已成为可能,但是随着高电压、大电流电能传输要求,如何有效快速的隔离直流侧短路故障成为制约其大力发展的一个难点。直流断路器因具备可选择性的快速可靠隔离故障点,减少不必要的故障扩散及对直流系统的影响成为研究热点。目前国内外关于高压直流断路器的研究情况主要是因为其实际研制生产成本高、故障检测与识别可靠性较差,以及断路器控制策略稳定性较弱等问题,导致高压直流断路器无法广泛应用于实际直流电网工程中。为提高直流断路器性能,降低其生产成本,使得直流断路器更具工程实用性,文章对典型的直流断路器拓扑和工作原理进行对比分析,在此基础上提出一种新型限流式模块化混合直流断路器拓扑结构,主要针对转移支路的结构进行改进设计,利用二极管组及IGBT模块代替传统的IGBT串联支路,在保证断路器实现双向通流的同时,还可以减少大量的IGBT数量,降低生产成本;所设计的IGBT模块还可以解决大量IGBT串联均压困难的问题;同时为提高断路器的使用寿命,在转移支路嵌入辅助限流模块,可以保护断路器子器件免受大电流冲击,避免电抗器对系统潮流控制的影响,提高系统的安全稳定性。另一方面,对直流电网线路故障检测与识别方法进行分析,基于该方法可以快速识别与定位故障线路,为断路器的分断时间提供裕度;针对传统直流断路器“预转移”控制策略可能会造成断路器一直处于预转移状态造成子模块过温,以及额外的能量损耗,引起断路器误动作等问题,提出改进优化的断路器预转移控制策略,通过公式推导对其预转移过程进行时间和阈值整定,这样可以减少断路器的分断时间,提高断路器分断过程的控制稳定性。最后通过研究直流电网的故障类型,提出断路器与换流站之间的协调控制策略,基于PSCAD/EMTDC软件开展了本文所提直流断路器的单端、三端系统仿真研究,验证了所提断路器拓扑结合改进的控制策略可以有效的实现故障分断。