随着电网的发展,气体绝缘变电站（gas insulated switchgear,GIS）凭借着占地面积小,检修周期长等优点成为现代电力系统中的关键设备。在GIS实际的生产、安装、运行中不可避免的会存在绝缘缺陷,其中包括设备导体表面出现的金属尖端类绝缘缺陷。GIS中的绝缘气体SF₆的绝缘性能受电场均匀程度的影响明显,金属尖端类绝缘缺陷的存在使得设备内部存在不均匀电场,严重影响设备绝缘性能。另外设备由于安装使用过程中密封不到位漏气或是内部受潮等原因,使得内部存在微水微氧超标问题也会对设备绝缘性能产生影响。以往的研究较少针对金属尖端外形以及微水微氧超标对GIS中流注放电过程的影响,且多采用实验方式难以反应放电微观特性,本文具体分析金属尖端外形以及GIS中微水微氧环境对设备绝缘性能的影响,对GIS的运行安全性评估、制造工艺改进以及运行维护具有一定指导意义。当放电过程处于常压、长间隙且在不均匀电场环境作用下时,流注放电理论能更好的解释微观放电现象。目前的研究中流体动力学-化学反应混合模型是研究气体流注放电领域中广泛采用的放电模型,本文基于流注放电理论,采用该放电模型,改变放电电极结构、气体组成成分等宏观因素,介绍放电过程中的放电起始场强、空间电场分布、平均电子能、电子密度、流注放电通道、流注发展速率的变化,从微观层面对流注放电特性进行了分析,本文的主要工作成果如下:⑴本文基于流注放电理论,采用目前气体放电理论常用的流体动力学-化学反应混合模型,建立电子、离子漂移扩散方程描述带电粒子运动,建立泊松方程计算电场分布,并验证所用模型的正确性。⑵针对GIS内部金属尖端类绝缘缺陷,构建仿真模型模拟GIS内部出现金属尖端,改变金属尖端的头部外形、长度、半径等外形参数,研究由于形成原因不同导致外形存在差异的各类金属尖端对GIS绝缘性能的危害。金属尖端的头部外形以及半径大小是决定其对GIS绝缘性能影响程度的最为关键因素,头部具有高曲率且半径较小的金属尖端附近极易形成放电现象,并最终发展为间隙击穿,金属尖端越长对设备绝缘性能危害越大,增大GIS内导电杆到外壳距离有助于降低金属尖端对设备绝缘性能的影响。⑶针对GIS内部存在微水微氧含量超标问题,在原有SF₆放电化学反应模型的基础上进行改进,考虑H₂O、O₂对放电反应的影响,设置不同含量的H₂O、O₂模拟密封性被破坏、受潮等原因对GIS绝缘性能的影响。微水微氧超标会加剧GIS内部绝缘缺陷处发生放电事故的风险,微水微氧超标越严重,GIS内发生间隙击穿的概率越大,过量的H₂O与O₂会降低设备内部气体绝缘强度、损害SF₆绝缘自恢复性能。