GIS隔离开关作为电力系统中的串联设备,负载能力是其重要的安全指标和性能参数。GIS隔离开关负载能力的大小直接影响着整个电网的安全稳定运行与升级改造,其负载能力过载将导致设备过热,降低金属机械强度,加速绝缘老化以及金属的应力松弛,严重时甚至烧毁设备造成短路从而引起电网大面积停电事故,造成重大经济损失,并带来不良社会影响。因此,开展GIS隔离开关接触退化及负载能力评估的研究,有助于提高其电气连接可靠性以及负载能力,为电网的安全稳定运行提供保障。本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)子课题3“基于大数据挖掘分析的输变电设备状态评估关键技术”中的“负载能力动态评估技术”,立足于GIS隔离开关的应力松弛现象和基本电接触性能(电气性能、机械性能和热性能),对GIS隔离开关的接触退化以及负载能力开展了以下几个方面的研究;-应力松弛现象是导致弹性元件(抱紧弹簧)失效的主要形式,弹簧的失效将造成GIS隔离开关接触压力的减小,从而导致GIS隔离开关的接触退化与温度上升。因此,本文对GIS隔离开关触头进行了受力分析,建立了 GIS隔离开关梅花触头抱紧弹簧应力松弛有限元数值计算仿真模型,研究了 GIS隔离开关抱紧弹簧在不同温度下的非线性应力松弛行为,为GIS隔离开关接触特性及温升特性的研究奠定了基础;温升是检验GIS隔离开关运行状况是否良好以及负载能力的重要指标。因此,本文在分析电接触理论与GIS隔离开关触头多场耦合现象的基础上,建立了 GIS隔离开关触头的导电桥电接触等效模型以及三维电-热-结构多场耦合温升数值计算模型,利用该模型分析研究了正常运行条件下GIS隔离开关触头的电场、温度场和应力场分布特性,并将不同电流下GIS隔离开关触头温升计算结果与测试结果进行了对比分析,验证了所建立数值计算模型的有效性,为GIS隔离开关接触退化以及负载能力评估的研究奠定了基础;基于GIS隔离开关触头电-热-结构耦合三维有限元数值计算模型,分析了环境温度变化、负荷电流、接触电阻以及合闸不到位等相关因素对GIS隔离开关触头温升的影响;分析了应力松弛、接触电阻、温度及负载能力之间的相互影响关系,根据环境温度为40℃条件下触头导体的最高允许运行温度不得超过105℃的运行标准,结合GIS隔离开关的应力松弛现象和温升特性,通过温升仿真计算模型,得到了触头接触电阻与GIS隔离开关负载能力之间的对应关系,并分析研究了不同初始接触电阻的GIS隔离开关在不同负荷电流下的接触退化过程以及负载能力,为电力系统动态增容技术提供了理论指导与技术支撑。