基于改进动态电弧模型的GIS快速暂态过电压特性研究

岳嵩; 朱勇; 何龙寿; 王浩; 白张; 李鑫

doi:10.20204/j.sp.2025.08014

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基于改进动态电弧模型的GIS快速暂态过电压特性研究

电力设备故障诊断与安全防护 | 更新时间：2025-10-24

- 基于改进动态电弧模型的GIS快速暂态过电压特性研究
- Research on Characteristics of Very Fast Transient Overvoltage in GIS Based on an Improved Dynamic Arc Model
- 智慧电力 2025年53卷第8期页码：114-120
- 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
  中图分类号：
- 纸质出版：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）.

关键词

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刘彬.电子式互感器性能检测及问题分析[J].高电压技术，2012，38（11）：2972-2980.

张榆，谢施君，丁卫东，等.VFTO传感器标定用同轴传输腔体结构设计[J].电测与仪表，2023，60（7）：183-192.

赵军.智能变电站二次设备对开关瞬态的电磁兼容抗扰度要求分析[J].高电压技术，2015，41（5）：1687-1695.

陈维江.GIS变电站开关操作瞬态电磁骚扰研究进展[J].中国电机工程学报，2019，39（16）：4935-4948.

李云阁，尚勇，韩彦华，等.关于极快速暂态过电压（VFTO）研究的现状[J].电网与清洁能源，2024，40（10）：1-12.

张文斌，胡洋.GIS中快速暂态过电压VFTO的抑制研究进展[J].高电压技术，2023，42（1）：418-431.

孟涛，林莘，徐建源.分段电弧模型下VFTO的计算与分析[J].电工技术学报，2010，25（9）：69-73.

崔建，孙帅，张国钢，等.基于双温度磁流体电弧仿真改进Mayr电弧模型的特快速暂态过电压仿真方法[J].电工技术学报，2024， 39（16）：5149-5161.

郝莎，徐建源，林莘，等.基于隔离开关结构和操作特性的电弧放电模型研究与应用[J].高压电器，2022，58（4）：131-136.

全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会.GB/T 18134.1—2000 极快速冲击高电压试验技术第1部分：气体绝缘变电站中陡波前过电压用测量系统[S].西安：国家质量技术监督局，2000.

沈杨，朱勇，梁轶峰，等.VFTO的全时段仿真与实测对比研究[J].电测与仪表，2020，57（14）：83-87.

康兵.GIS中特快速暂态过电压及其对电子式互感器影响的研究[D].武汉：武汉大学，2016.

李振华，贾思琦，童悦，等.隔离开关动作过程特快速暂态电磁干扰变化特征及变化规律分析[J].高压电器，2024，60（2）：38-50.

李振华，廖星锐，童悦，等.基于动态重燃弧模型的VFTO与VFTC仿真及特性分析[J].电力系统保护与控制，2023，51（3）：79-88.

王奎钢，何铮，康超，等.GIS抽水蓄能电站VFTO下壳体电位抬升特性及影响因素研究[J].高压电器，2023，59（4）：125-131.

林莘，王娜，徐建源.动态电弧模型下特快速瞬态过电压特性的计算与分析[J].中国电机工程学报，2012，32（16）：157-164.

段韶峰.GIS隔离开关瞬态电弧的建模与仿真[D]. 北京: 华北电力大学，2016.

滕辉.精确电弧模型下GIS中VFTO的计算与分析[D].广西：广西大学，2013.

胡洋，张文斌，欧阳娇，等. 铁氧体磁环加装位置对VFTO抑制效果研究[J].电气工程学报，2023，18（1）：258-264.

孙秋芹，李庆民，王冠，等.SF6断路器开断并联电抗器的截流过电压及其特性分析[J].电工技术学报，2010，45（2）：170-176.

林莘，王飞鸣，冯凯，等.高压SF6断路器介质绝缘强度恢复机理研究[J].中国电机工程学报，2017（20）：292-299.

吴细秀，李园芳，杨馨，等.SF6/N2介质条件下GIS隔离开关操作动态击穿特性研究及其操作过电压的计算[J].电网技术，2024， 48（4）：1742-1751.

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