气体绝缘母线多采用插接式触头来实现不同间隔的导体连接。气体绝缘母线触头一般工作在大电流、非空气介质环境下,在日负荷电流变化和环境温度变化产生的循环载荷作用下触点存在摩擦磨损过程,所造成的接触电阻增大和接触温升使触头成为设备运行中的薄弱环节。由于触头接触失效所导致的气体绝缘母线过热性故障时有发生,严重危及设备和电力系统的安全稳定运行。论文针对非空气介质下气体绝缘母线触头电接触失效过程和失效机理,通过建立粗糙表面接触模型和摩擦磨损模型、开展载流摩擦磨损物理试验以及触头接触失效机理分析,实现对气体绝缘母线触头接触失效的机理分析。为了通过摩擦磨损理论分析触头的失效机理,首先需要学习电接触的相关理论。本文介绍了接触表面的显微形貌与评价指标,基于接触压力作用下视在接触区域内的弹塑性形变理论,提出采用Bahrami模型分析气体绝缘母线触头触点视在接触区域内部的接触斑点数目和半径分布,进而求解触点接触电阻。根据气体绝缘母线触头摩擦磨损过程的特点,研究了摩擦磨损理论中的磨损阶段、磨损模型和磨损方式,为气体绝缘母线触头失效机理分析提供理论基础。为了研究气体绝缘母线触头的失效机理,还需要研究气体绝缘母线触头的电接触特性。首先结合气体绝缘母线触头的基本结构和运行特点,建立了气体绝缘母线触头简化模型用于研究单片触指的摩擦磨损现象。然后测试了不同接触压力下,气体绝缘母线触头触点的接触电阻变化并与Bahrami模型进行对比,验证了Bahrami模型的有效性。其次研究了气体绝缘母线触头的接触特性,包括:计算正常服役状态下弹簧所提供的接触压力大小、在考虑接触温升的情况下触头长时间运行而无故障的工作电流大小、在装配及重力影响因素下触头接触电阻的分布不均。触头的摩擦磨损会引起接触电阻增大最终导致失效,解释了触头与导杆发生相对滑动是因为循环热载荷和短路冲击电流。最后根据改进的V-T关系计算得到触头的失效阈值,用于后续研究中的失效判断依据。为了研究气体绝缘母线触头载流摩擦磨损过程,本文根据气体绝缘母线触头运行环境和条件,搭建了气体绝缘母线触头载流摩擦试验平台。该平台利用密封容器提供气体绝缘母线的密封气体环境,用电机驱动提供摩擦试验中的往复位移,通过压力调节装置控制试验的压力载荷,用Labview软件采集接触电阻和温升。为了对摩擦表面进行研究,本文采用表面形貌分析、化学成分分析和表面轮廓分析三种方法对失效机理进行探究。为了探究气体绝缘母线触头接触失效的机理,研究不同因素对其接触的影响,开展了不同气体介质、不同接触压力和不同载流大小的对照试验,通过对接触电阻数据的分析,总结其接触失效的规律,通过对试验后的试样进行表面形貌分析、化学成分分析和表面轮廓分析,探究触头失效的机理。经研究发现,气体介质种类、接触压力大小和电流载荷大小都是影响气体绝缘母线触头接触失效的重要因素。在N2和SF6中,触头的接触状态基本上只受表面磨损程度的影响,而不会受到化学反应的影响,失效过程较慢。接触压力增大会造成表面磨损加重,但是在镀银层都被磨损后,接触电阻的大小由接触压力大小的决定,接触压力越大,接触电阻越小。电流对于电接触的影响主要是会增大磨损,而大电流引起的温升会使金属软化从而增大接触面积,减缓触头的失效。本文的研究内容来源于国家自然科学基金项目（气体绝缘母线触头多元动态退化机理与失效预测的研究,项目号:51607124）。所研究的气体绝缘母线触头载流摩擦磨损物理过程和接触失效结果分析,完善了大电流、非空气介质下的电接触理论,同时可为气体绝缘母线设备的设计、安装和状态监测提供理论依据和技术支持,具有重要的理论研究意义和工程应用价值。