高压直流断路器(HVDC-CB)作为保障直流输电系统安全、稳定运行的关键设备之一,其运行参数在一定程度上影响着直流输电系统向高压、多端输电网的发展进程。当直流断路器强迫电流过零开断时,系统中的剩余能量会使得断路器主断口上产生过电压,严重时将引起断口电弧重燃造成开断失败。吸收这部分剩余能量就成为研制高压直流断路器有待解决的重要问题之一。本文作为国家自然科学基金项目“基于智能模块技术的高压直流短路开断相关理论研究”相关课题“HVDC-VCB系统中氧化锌避雷器的特性分析与参数选择”,首先对作为工作背景的高压直流真空断路器(HCDC-VCB)开断原理及开断过程进行了理论分析和计算,得到开断系统剩余能量及过电压的计算公式。由理论分析可知,主断口过电压随着平波电抗器电感值及开断电流的增大而增大,必须应用避雷器等措施进行剩余能量的吸收和过电压抑制。本文以60kV/16kA直流开断系统为研究对象,给出了氧化锌避雷器的参数选择依据。文中设计并搭建了冲击电流发生回路,对氧化锌避雷器的电气特性进行了实验分析,得到了其动静态伏安曲线及冲击电流波形对残压的影响等实验结果。最终提出氧化锌避雷器参数需要满足在荷电率取80%、绝缘配合系数取1.15时,其残压水平应限制在70~87kV,并提出采用多支或多柱并联的结构。根据本研究的结果,可将分析得出的限压值和吸能值会同其他电气和机械参数,为HVDC-VCB系统中氧化锌避雷器提供设计参数。本文基于PSCAD软件建立了HVDC-VCB的开断仿真模型。将系统模型与试验模型的仿真结果进行了对比分析,得出系统模型过电压与实验模型并不等效。此外还分析了不同避雷器参数对开断系统性能的影响。从仿真结果还可得出,避雷器残压水平越低,保护性能越好,吸收的能量越多;但是残压水平越高,越有利于减小短路电流的切除时间。通过对仿真结果进行分析,验证了理论分析的有效性和氧化锌避雷器参数选择的合理性。最后提出了用于HVDC-VCB的氧化锌避雷器需要进一步解决的相关问题。