直流配电系统以其低损耗、运行灵活、便于分布式电源接入等特性成为了国内外的研究热点。由于其低阻尼、故障传播快的特点，故障的快速隔离与恢复是制约直流配网发展的关键。直流断路器作为分断直流故障的关键设备，可以在允许换流站不闭锁的前提下分断故障，能够满足直流配网对故障的快速隔离与恢复的要求，但也存在直流电弧熄灭难、电子器件成本高、分断电流时间长等研究难点。本文以现有的混合式直流断路器为基础，进行了以下研究：
　　首先基于混合式直流断路器的基本原理对其在配网中分断故障电流的过程进行了建模与暂态分析；从分析中提取了整机电流、电压与能量应力参数；对暂态分析进行仿真验证，分析了四种断路器参数对断路器分断性能产生的影响。
　　然后基于现有的直流断路器拓扑结构与第二章的暂态分析，设计了新型混合式直流断路器拓扑：采用二极管组在转移支路IBGT两侧形成桥式结构实现双向导通；采用子模块形式转移支路实现IGBT的均压；同时通过接地二极管组使通过断路器的电流在能量吸收阶段下降变快，避雷器吸收能量变低。在降低成本的同时加快了断路器的分断速度。随后对其动作过程与能量吸收特性进行分析并对新型拓扑进行了仿真验证并与现有拓扑进行了对比。
　　最后基于本文提出的新型拓扑，研究其在直流配网中的应用策略。对换流站出口以及开关站内部断路器配置进行优化；提出了断路器故障就地检测与上层控制结合的保护策略并设计了新的故障检测判据，在阻止断路器误动作的同时实现了故障的快速隔离。基于三端直流配网对新型拓扑直流断路器进行了参数设计并在PSCAD/EMTDC软件中进行仿真，验证了新型拓扑结构功能、配置策略、保护策略与参数设计的合理性与有效性。