本项目属于电气工程学科的电力开关设备领域。

1.主要技术内容：中压直流断路器是大型船舶、轨道交通等国家重要领域中电力控制与保护所急需的核心设备。系统电压和容量的大幅提升对直流断路器的性能提出了极大挑战。电力领域国际权威学术组织“国际大电网会议(CIGRE)”指出：“直流开断是一个世界性的难题”。本项目经过8年持续攻关，创新了中压直流电弧与电接触理论，突破了核心关键技术，研制出世界上中压直流领域开断容量最高的4kV/70kA大容量断路器，自主开发了轨道交通系列直流断路器，并实现了产业化。

主要创新研究内容如下：1）自能式磁吹和气吹相结合的中压直流灭弧技术。提出了直流开断过程中利用空气电弧自身能量灭弧的新思路，发明了自能式磁吹和气吹相结合的电弧调控方法，解决了中压直流大电流及临界电流可靠分断的难点问题。2）中压直流大电流开断能量耗散技术。提出了中压直流大电流开断能量复合式耗散的新思路，发明了液态金属磁收缩放电式能量耗散方法，解决了传统设计中灭弧室自身耗散能量受限、开断能力低、飞弧距离长的问题。3）中压直流故障电流快速切除技术。提出了直流断路器高速脱扣与分闸机构的一体化设计思想，发明了中压直流断路器脱扣能量快速驱动的分闸操动机构及其抗冲击振动方法，解决了传统直流故障电流切除速度难以提高的问题。4）中压直流大电流动热冲击耐受技术。提出了利用大电流电动斥力抵抗其自身产生的动热冲击的思想，发明了中压直流断路器变转矩电动斥力补偿方法，解决了直流断路器动热冲击耐受能力难以提高的问题。5）大容量中压直流断路器数字化设计方法。提出了采用多物理场耦合的数字化设计的思想，建立了大电流直流灭弧、开断能量耗散、动热冲击等复杂过程中的多物理场耦合数学模型，通过耦合接口与参数化编程，实现了大容量直流断路器的数字化设计，解决了大容量中压直流开断中多种物理性能相互制约而难以的优化问题。本项目研究成果由教育部组织的鉴定结论认为“具有重要的理论和技术创新性，应用该成果成功研制了4kV/70kA中压大容量直流断路器产品，开断容量为目前该领域内世界最高指标，填补了这一领域的空白，处于国际领先水平”。中国人民解放军海军装备部XX部评价为：“参数指标国际领先，解决了大型XX电力系统中的瓶颈问题”。

2.专利的申请及授权情况：本项目授权国家发明专利18项，实用新型3项，软件著作权1项，发表论文52篇，其中SCI收录论文18篇，国际会议特邀报告3次。

3.技术经济指标：1）研制了世界上中压直流领域开断容量最高的直流断路器，额定4kV/6kA，短路分断电流70kA，短时耐受电流50kA(0.3s)，并通过了国际权威机构德国IPH试验站的型式试验。2）开发了轨道交通系列直流断路器，额定2kV/4.6kA，短路分断电流120kA，满足了国家重大项目的急需。

4.应用推广及效益的情况：本项目研究的相关专利技术已应用于中船重工七一二研究所、上海电器科学研究所、武汉长海电气科技有限公司、大全集团有限公司、平高集团有限公司、江苏镇安电力设备有限公司，西安西开中低压开关有限责任公司等军民企业的新产品研制。开发的中压直流断路器产品已应用于我国大型XX综合电力系统和轨道交通供电系统。根据收到的应用证明，累计新增销售额46848.34万元，新增利润11881.33万元，取得了显著的经济和社会效益，促进了电力行业的科技进步，应用前景广阔。