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随着托卡马克直流电气系统规模及容量不断扩大，其故障危害性越来越大，尤其是系统中短路电流的水平及电磁兼容相关问题尤其明显，已经严重威胁到托卡马克系统的安全与稳定运行。国家大科学工程超导托卡马克聚变实验装置(EAST)的加热中性束系统(HNB)电源设计参数为100kV高压直流电源，在高压锻炼及离子束引出阶段，加速器电极间打火而导致电气系统短路故障时常发生，HNB系统内的分布电容储能会通过短路电流释放，因此必须抑制离子源电极所遭受的能量冲击和短路电流峰值。目前解决短路电流的危害通常从主动措施和被动措施两方面考虑，主动措施以加速器电源设计中的快速开关为主，而在系统传输线上装设高压缓冲器(Snubber)是最理想的被动措施。为确保HNB系统核心部件加速器安全运行，开展直流故障电流抑制的关键理论研究，已成为EAST安全运行以及未来中国热核聚变工程实验堆(CFETR)亟待解决的关键技术之一。为此本文对Snubber的限流原理、时变电感与电阻等效模型、结构设计参数和Snubber用偏置高频开关电源与HNB诊断系统间的电磁兼容问题进行了深入的研究。 论文的主要工作有: (1)对托卡马克HNB高压直流电气系统以及短路故障电流抑制的发展现状进行了分析; (2)对Fink，Baker and Owen(FBO模型)高压缓冲器理论进行分析，根据B-H曲线和偏置电流共同作用下给出了时变电阻和时变电感并联的修正模型并进行实验论证; (3)对Snubber用铁磁材料的性能、设计尺寸、设计结构即独立式和分布式结构性能进行了分析，并通过模拟实验进行选型，给出了优化设计方案; (4)对EAST HNB系统所用Snubber在100kV实验平台和80kV实际工况下的工作性能进行了实时监控、数据采集及分析; (5)对EAST HNB系统工作时Snubber偏置电源对Langmuir探针诊断系统干扰的产生机理进行了分析，并得出传导干扰抑制在IEC标准限值范围的改进措施。 本文的创新点在于对EAST HNB Snubber理论进行了深入的研究和系统间的电磁兼容问题研究，包括: (1)修正经典FBO模型在忽略并联电感时内层叠片近饱和的理论分析，结合菱形磁滞模型建立起缓冲器偏置电流工况下时变电阻和电感并联的设计模型，用该模型分析了EAST缓冲器抑制高压直流故障短路电流的时变脉冲谱，与模型预测基本一致; (2)在EAST HNB平台实验的基础上，对Snubber系统中的高频开关电源对公共电网传导干扰的电磁兼容问题进行了分析与抑制研究，通过设计三阶EMI滤波器将传导干扰信号抑制在符合CISPR22标准限值以内，为高频开关电源在大科学工程系统中的进一步实用化奠定坚实基础。