在电力系统中,特快速暂态过电压(VFTO)是隔离开关操作过程中产生的常见过电压,会危害气体绝缘组合电器(GIS)的绝缘安全,给电力系统的稳定运行带来隐患。数值仿真具有可操作性与灵活性,是VFTO研究的重要方法。本文以VFTO仿真中隔离开关为研究对象,考虑其分闸操作中时变电容效应,提出了考虑时变电容效应的隔离开关模型,对VFTO的波形与特性进行了深入的分析和研究。论文首先分析了隔离开关模型与VFTO理论基础,提出隔离开关暂态电弧阶段与稳态断口阶段模型理论。指出隔离开关模型中存在变化的动触头对地电容C_d、静触头对地电容C_j以及触头间隙电容C_s,论证了电容量对VFTO特性的影响。详细介绍了目前常用的电弧电阻模型与电弧电感模型,分析了VFTO产生的基本理论以及多次击穿的详细过程。其次,论文基于有限元理论求解了1100kV隔离开关分闸过程中电场分布,采用悬浮导体法处理激励与边界条件,基于电场能量法求解了三个电容的大小,拟合得到隔离开关模型中动触头对地电容,静触头对地电容以及间隙电容与时间的关系式,基于分闸操作初期电容性质对表达式进行了修正。最后,论文考虑时变电容效应的隔离开关模型对VFTO特性进行分析。主要阐述了时变电容量、多次击穿模型在ATP-EMTP中的实现方法,建立了VFTO典型试验回路。在VFTO单次击穿以及全过程中,对比分析了考虑时变电容效应的隔离开关模型与定值电容模型、电阻电感模型下VFTO特性。研究了分合闸初相角、分合闸电阻、铁氧体磁环对VFTO特性的影响,仿真表明分合闸电阻、铁氧体磁环对VFTO有较好的抑制作用。考虑时变电容效应的隔离开关模型相较于传统的隔离开关模型,其VFTO峰值、击穿次数、母线残压均有差异,而考虑时变电容效应的隔离开关模型考虑了整个隔离开关动作过程间隙电容变化,对VFTO全过程仿真具有改进作用。