近年来，投切10kV并联电容器的操作事故频发，随着电网结构及负荷变化的日益复杂，故障操作不简单地表现为合闸、分闸操作，而出现了合闸后快速分闸等新故障操作方式，使得过电压的研究更为复杂。本文从实际故障操作特征出发，以理论研究、ATP-EMTP仿真计算和现场试验相结合方式，分别对10kV并联电容器的合闸、分闸、母线侧对地电容变化时分闸、合闸后快速分闸等不同操作暂态过程进行研究，获得了暂态电压、电流的变化规律，推断出各类操作下最为可能故障原因。本论文主要开展了以下工作：①理论研究了投切10kV并联电容器的暂态过程，分析了各操作暂态过程中电压、电流变化规律，推断出各类操作下最为可能故障原因，研究合闸涌流、高频电流对电弧重燃的激发机制。②建立了不同单相、三相仿真模型，对不同操作暂态过程进行仿真研究，获得不同操作暂态特征的仿真性结论：对合闸涌流、高频电流对电弧重燃的激发机制进行仿真性验证。③研制了10kV并联电容器操作试验系统，设计多种断路器联动控制方式及控制平台，实现断路器合闸后快速分闸操作、母线侧对地电容变化的实际模拟。④对10kV并联电容器进行了合闸、分闸、合闸后快速分闸和母线侧对地电容变化时分闸的现场试验，获得涌流、电弧重燃等不同操作暂态特征的试验性结论，证明母线对地电容变化产生高频电流的可能，对合闸涌流、高频电流对电弧重燃的激发机制进行了试验性验证。综合上述研究得出：合闸涌流、重燃过电压是引发合闸、分闸操作时断路器、电容器故障的最可能原因，合闸涌流、母线对地电容变化产生的高频电流会大大增加重燃概率。研究结论完善了过电压的产生机制，解释了重大操作事故多发于母线出线少、负荷情况复杂变电站的现状，也为操作过电压的研究提供了一条新的思路，对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。