以六氟化硫作为绝缘介质的封闭式绝缘组合电器(GIS,gas insulated switchgears),因优异的灭弧能力而广泛应用于超高压和特高压电能传输领域。GIS内部除了灭弧性能强的SF6绝缘介质以外,还有起支撑作用的绝缘子等固体绝缘介质。这些绝缘材料的介电常数在高频过电压下体现出不同的介电特性。因此对作用于GIS中的过电压进行精确建模仿真,是精确分析GIS绝缘性能的关键。本文首先以800kV GIS为研究对象,通过ATP-EMTP针对特定的运行方式建立仿真模型。在过电压仿真过程中,不仅考虑到进线端母线及架空线路对雷电波的影响,同时还考虑到落雷位置的不同对GIS内各设备雷电侵入波波形的影响,旨在找出对设备危害最严重的雷击情况以及落雷点。其次,考虑到电弧模型对特快波前过电压(VFTO)的影响,根据Mayr-Schwarz电弧方程建立电弧模型,在ATP中对800kV GIS内由于合闸空载母线而产生的暂态过程进行模拟。结果表明,本文采用的电弧电阻模型可以更好地反映电弧重燃的物理过程,对比GIS内部不同关键位置上的特快波前过电压波形,分析不同位置上特快波前过电压频率、幅值的变化规律。同时,依据计算所得到的工频过电压和雷击过电压数值,仿真得到隔离开关触头间的电场分布,比较最大场强数值以及所在位置。进一步分析陡波前过电压下隔离开关触头沿面和屏蔽罩沿面的电场分布,比较沿面切向场强和法向场强值,找到绝缘的薄弱点,为降低沿面放电的几率提供数据基础。最后,针对特快波前过电压频率丰富的特点,讨论当不同频率分量作用于绝缘介质时,绝缘介质的介电常数会发生明显变化,通过数学推导计算出介质的介电常数与击穿场强。计算不同频率分量下电场强度的分布,分析不同频率下最大场强的变化规律,为特高压电力设备的绝缘优化提供理论依据。