Research on Characteristics of Very Fast Transient Overvoltage in GIS Based on an Improved Dynamic Arc Model

YUE Song; ZHU Yong; HE Longshou; WANG Hao; BAI Zhang; LI Xin

doi:10.20204/j.sp.2025.08014

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Research on Characteristics of Very Fast Transient Overvoltage in GIS Based on an Improved Dynamic Arc Model

更新时间：2025-10-24

- Research on Characteristics of Very Fast Transient Overvoltage in GIS Based on an Improved Dynamic Arc Model
- Vol. 53, Issue 8, Pages: 114-120(2025)
- 作者机构：
  
  1. 重庆大学电气工程学院,重庆,400000
  2. 武汉大学电气与自动化学院,湖北,武汉,430072
  3. 国网西藏电力有限公司电力科学研究院,西藏,拉萨,850000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.08014
  CLC：
- Published：2025
- 稿件说明：
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岳嵩,朱勇,何龙寿,王浩,白张,李鑫.基于改进动态电弧模型的GIS快速暂态过电压特性研究[J].智慧电力,2025,53(8):114-120.

YUE Song, ZHU Yong, HE Longshou, et al. Research on Characteristics of Very Fast Transient Overvoltage in GIS Based on an Improved Dynamic Arc Model[J]. 2025, 53(8): 114-120.
岳嵩,朱勇,何龙寿,王浩,白张,李鑫.基于改进动态电弧模型的GIS快速暂态过电压特性研究[J].智慧电力,2025,53(8):114-120. DOI： 10.20204/j.sp.2025.08014.

YUE Song, ZHU Yong, HE Longshou, et al. Research on Characteristics of Very Fast Transient Overvoltage in GIS Based on an Improved Dynamic Arc Model[J]. 2025, 53(8): 114-120. DOI： 10.20204/j.sp.2025.08014.

摘要

为研究气体绝缘全封闭组合电器（GIS）设备隔离开关操作产生的快速暂态过电压（VFTO）信号特征及其演化规律，首先提出一种基于优化熄弧判据的动态电弧模型；其次，通过理论分析、仿真计算和试验对比验证了改进模型的正确性；最后，基于该模型的仿真结果与试验数据对比，揭示了快速暂态过电压信号的发展规律。研究结果表明，所提动态电弧模型能有效表征GIS设备中的VFTO现象，同时证实VFTO信号具有幅值高（最大过电压达1.9 p.u.）、频带宽（特高频分量达30 MHz）等特征。

Abstract

To investigate the characteristics and evolution of very fast transient overvoltage （VFTO） signals generated by disconnector operations in gas-insulated switchgear （GIS）， this study first proposes a dynamic arc model based on an optimized arc extinction criterion. Subsequently， the accuracy of the improved model is verified through theoretical analysis， simulation， and experimental comparisons. Finally， by comparing simulation results from this model with test data， the development patterns of VFTO signals are revealed. The results demonstrate that the proposed dynamic arc model effectively characterizes VFTO phenomena in GIS equipment， while also confirming that VFTO signals exhibit high amplitude （maximum overvoltage reaching 1.9 p.u.） and broad frequency bandwidth （ultra-high-frequency components up to 30 MHz）.

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