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气体绝缘全封闭组合电器(GIS)因其具有运行可靠性高、占用空间少、维护工作量小和检修周期长等优点,在电力系统中得到广泛的应用。然而,隔离开关和断路器等操作时若在断口间隙产生多次电弧重燃,会引起高频振荡而产生特快速暂态过电压,对电气设备的绝缘造成严重威胁,影响电力系统的可靠运行。断路器不完全分闸,其击穿特性与传统断路器操作时的击穿特性不同。为研究断路器不完全分闸时的击穿特性,本文通过建立断路器不完全分闸时断路器重复击穿模型,对断路器不完全分闸时系统的暂态过程进行仿真分析,以寻求系统的过电压与过电流的暂态变化规律。本论文主要开展了以下工作:(1)对电弧模型进行了研究,利用粒子群算法对KEMA电弧模型的参数进行了辨识,通过对断路器不完全分闸时断路器断口重复击穿过程进行分析,采用指数衰减模型与KEMA模型相结合的方式建立了断路器不完全分闸时断路器重复击穿模型。结果表明,利用粒子群算法对KEMA电弧模型参数的辨识结果能够较好的吻合原波形,说明通过该辨识方法得到的参数值具有实用性,并且通过指数衰减模型与KEMA模型相结合的方式建立的断路器重复击穿模型,能够对断路器断口间隙单次放电的击穿、燃弧和熄弧三个阶段进行完整的描述。(2)对断路器不完全分闸时的特快速暂态过电压进行了仿真分析,根据GIS的实际结构特点,对各元件进行了合理的等效,仿真分析了断路器在不完全分闸时,断口被重复击穿放电的情况,对断口重复击穿的暂态过程进行了研究,探究了特快速暂态过电压形成的原因。结果表明,断路器不完全分闸会导致断口击穿电压大幅降低至系统运行电压以下,导致断口间发生重复放电现象进而引起高频振荡而产生特快速暂态过电压,由于特快速暂态过电压具有较高的幅值及陡度,因此它会对电力设备的绝缘造成严重的危害。(3)对目前特快速暂态过电压的抑制措施进行了讨论,仿真并对比分析了在断路器处加装铁氧体磁环、加装分合闸电阻这两种措施对GIS各关键设备处特快速暂态过电压的抑制效果。结果表明,加装铁氧体磁环和加装分合闸电阻均会对特快速暂态过电压产生良好的抑制效果,但是加装分合闸电阻会使的系统结构变的复杂化,从而影响电力系统的稳定性,所以建议加装铁氧体磁环对特快速暂态过电压进行抑制,从而有效的降低GIS中特快速暂态过电压的危害性。本文研究详细分析了断路器不完全分闸时特快速暂态过电压形成机理,确立了断路器不完全分闸时的风险,并对相关抑制措施进行了讨论,为抑制措施的选取提供支撑,进而防止此类事故的再次发生,保证电力设备的安全运行,对于GIS及相关设备的过电压防护及电气设备绝缘设计等实际生产具有深远的意义。