高压SF₆断路器的喷口在开断过程中是控制气流流动的关键部件,是决定高压断路器开断能力的重要结构,也是高压断路器灭弧室设计的核心内容之一。基于此,本文以252kV单断口高压SF₆断路器喷口为优化对象,对喷口结构进行优化设计研究,通过寻求最优喷口结构,提高断路器的开断特性。本文提出了新型叶片结构喷口,并以不同喷口叶片结构参数为优化设计变量,以断路器灭弧室内气流场参数为目标函数,进行喷口结构优化设计。高压SF₆断路器的容性小电流开断特性是唯一的,也是考核其开断能力的重要技术指标之一,本文研究在此条件下,利用有限体积法和动网格技术,对传统结构喷口和不同叶片结构喷口断路器灭弧室进行动态数值仿真,着重研究不同叶片结构对灭弧室内气流场的影响。通过比较不同叶片结构喷口灭弧室内气流场参数,研究最合理的叶片结构喷口,为进一步研究旋弧式高压断路器以及喷口结构优化提供理论依据。通过建立16槽35度的槽式结构喷口断路器灭弧室气流场计算模型,对其冷态气流场进行开断全过程的仿真,计算冷态气流场的气流参数,并将其与传统结构喷口和最合理的叶片结构喷口比较,确定最利于开断能力提高的优化喷口结构。高压SF₆断路器的短路电流开断能力是反映断路器设计与制造水平的一个重要标志,充分了解电弧开断过程对研究灭弧室的灭弧机理,改进断路器的结构,提高断路器的熄弧能力都是极有意义的。基于此,本文将三维能量源动态电弧模型应用在新型叶片结构喷口断路器灭弧室的仿真计算中,得出灭弧室内气流的温度、压力、速度、能量的分布规律。通过与传统结构进行对比,得出叶片结构喷口断路器能够更好的反映电弧与气流的相互作用,为进一步研究电弧模型以及旋弧式高压断路器的仿真奠定理论基础。