气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的轴向热应变计算对于其可靠性设计具有重要意义。为了实现GIL轴向热应变的定量计算,建立了GIL热场、流场、力场耦合计算的有限元模型,考虑气体的对流作用,通过计算GIL导体和外壳的焦耳热损耗,将其作为激励加载到有限元模型中,计算了GIL管道轴向热应变。同时,利用由126 kV GIL管道、大电流发生器、应变解调仪、应变传感器等组成的GIL热应变测试实验平台,开展GIL管道热致伸缩特性实验。研究表明:导体和外壳温度分布均呈现分层现象,外壳温度分层现象比导体更加明显;GIL温度与轴向热应变均有近似的轴对称性,且GIL管道轴向热应变与负荷电流的平方和环境温度具有近似正相关关系;随着压强的增大,GIL导体温度逐渐降低,GIL外壳温度和轴向热应变逐渐增大,充0.5 MPa的SF6气体时比充0.1 MPa时伸缩量增加20%。通过对实验数据和仿真结果的对比分析,验证了所建立有限元模型的有效性。