建设坚强电网是实现我国能源可持续发展的重要部署,高电压等级、大开断能力以及高技术参数直流开关日趋成为直流配用电系统安全、可靠与稳定运行的控制与保护设备。真空断路器作为构建配用电电网的基础设备之一,其电气寿命与机械寿命直接影响所在电力系统的运行性能和全生命周期运维。真空断路器分合闸操作所需驱动能量源于其操动机构,其工作性能直接影响开关系统的运动特性和机械可靠性。直流真空断路器电磁斥力机构具有分闸动作速度快,机构小型化、机械延迟短等优于传统操动机构的特点,可实现开关快速可靠动作。本文采用解析法以及有限元数值分析方法对电磁斥力机构进行本体设计,并对提升电磁斥力机构机械特性影响因素进行定量分析,以实现配电系统直流真空断路器用快速斥力机构本体系统建模与数值实验。在分析电磁斥力机构、斥力机构脉冲式出力特性与真空开关反力特性匹配基础上,为实现出力特性与开关负载特性良好配合的同时保证出力特性与反力特性相匹配,提出直流真空断路器用电磁斥力机构结构方案,将永磁机构作为合闸保持装置,保证驱动单元与保持装置有机配合,即电磁斥力机构为主,永磁机构为辅,以实现断路器可靠开断。建立直流真空断路器电磁斥力操动机构数学模型,采用有限元数值分析方法,对其机构本体进行结构参数设计与优化,对影响机构机械特性的斥力盘材质,大小,尺寸和励磁参数进行仿真计算与比对分析,得出机械特性曲线。在有限元建模分析基础上,对10kV/5kA机械式直流真空断路器分合闸特性进行数值模拟与实验比对分析,以验证机构设计方案的可行性。