中文摘要：

真空开关具有开断容量高、绝缘强度大、全密封环境适应性强、体积小、重量轻、可靠性高和易维护等优点，具有应用于航空领域的优势。直流真空电弧开断机理研究在国外已有开展，而国内对航空270V直流和工业220V直流真空电弧的研究目前较少。本研究以直流真空电弧开断机理为研究对象，着眼于直流真空电弧强迫分断过程、离子扩散过程和弧后电流的研究，研制真空电弧光学直径高速测量系统，在不同触头直径，不同电流等级下进行试验，改变直流真空电弧强迫分断时的电流变化速率di/dt及恢复电压变化速率du/dt，观察直流真空电弧强迫分断时光学电弧直径变化过程，分析电弧电压、弧后电流特性和开断失败的真空电弧光学直径演变规律，求得开断能力特性，进而总结和理论分析真空电弧等离子体扩散特性、开断机理、重燃条件，寻找开断电流与触头结构参数的关系，为开断容量为5kA航空270V和工业用220V直流真空断路器小型化设计提供理论依据。