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特高压交流气体绝缘开关设备(GIS)开关操作产生特快速瞬态过电压(VFTO)和瞬态外壳电压(TEV),幅值高,上升陡,频谱宽,对GIS设备内部绝缘和安装在GIS设备上的监控设备的正常运行构成严重威胁。研究特高压交流GIS设备的电磁瞬态特性,对于特高压交流GIS设备的可靠设计与安全运行等均具有重要的学术价值和应用意义。本文依托国家重点基础研究发展计划项目的课题“特高压变电站电磁暂态过电压机理与控制”(课题编号：2011CB209405)以及国家电网公司科技项目“GIS内部瞬态电磁场与外壳瞬态地电位升仿真研究”(项目编号：SGKJJSKF[2009]776)等,重点研制了TEV测量装置,通过试验测量和建模仿真,深入研究了1000kV特高压交流GIS设备的电磁瞬态特性、影响因素以及抑制措施。本文主要研究工作如下：(1)提出了TEV的定义和测量引线布置与屏蔽的规范化测量方法,给出了TEV测量装置的技术要求。研制了TEV测量装置,具有抗强电磁干扰、独立供电、同步触发、光纤通信、远程监控等特点,通过了各项性能测试、电磁兼容与绝缘耐压等试验,规范了测量引线长度。测量装置满足特高压交流GIS设备TEV的现场测量要求,为今后的TEV测量提供可靠的测量装置。(2)获得了TEV波形特性和分布特性,在两条1000kV特高压交流GIS设备的试验回路上,开展了为期3年的不同接线方式下的TEV特性试验研究,分析了试验回路不同位置TEV波形参数的统计特性,包括TEV全过程波形特征、脉冲个数、波形总持续时间、单脉冲波形特征、频率成分、单脉冲持续时间、幅值上升时间,以及预充/不预充直流电压、不同分支母线长度、调换隔离开关接线方向对TEV幅值特性的影响。得到了过冲电压、TEV与击穿电压幅值之间满足正比例线性函数关系,分析了击穿电压、VFTO与TEV之间的相关性。提出了TEV典型波形及其参数定义,提取了波形各参数的统计值,揭示了1000kV特高压交流GIS设备TEV的瞬态特性。(3)建立了1000kV特高压交流GIS设备套管、隔离开关、分支母线、管母线、绝缘法兰等元件,接地支柱和接地网的宽频等效电路模型,提出了多导体传输线与集总宽频元件耦合的VFTO和TEV联合仿真模型。通过对特高压GIS试验回路各TEV、VFTO测量点的实测结果与仿真结果比较,验证建模方法和仿真模型的有效性,为TEV、VFTO的建模仿真提供新的仿真模型。(4)研究了GIS设备TEV和VFTO的影响因素,包括绝缘法兰电磁泄漏、套管电磁泄漏、隔离开关阻尼电阻、分支母线长度、管母线波阻抗、接地支柱、GIS设备对地高度等,提出了TEV和VFTO的抑制措施,并在实际工程中得到了应用。