1. 研究目的与意义（文献综述）

气体绝缘开关设备( gas insulatedswitchgear)简称gis,它是将变电站中除了变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等经过优化设计而有机组合成的一个整体,具有占地面积小、便于大规模集约生产和现场安装的优点。同时，gis的金属外壳不仅屏蔽了设备内部结构对外部环境的电磁干扰，也较少了环境因素对gis内部器件的影响，提高了电气设备的可靠性、使用寿命长，并延长了维修周期。:随着智能变电站的发展，gis设备由于其明显的优势，已经被广泛地应用于国内外电力系统中。随着我国智能电网的发展和电压等级的提高，与高压设备相关的测量、监测、控制、计量和保护等功能就地化，变电站的二次设备距离一次设备越来越近。在此情况下，变电站内的电磁环境也越来越复杂，gis面临的电磁兼容问题则更为严重。

变电站中，当发生雷击和局部放电时，都会伴随着暂态过电压的产生。而gis隔离开关操作过程中，由于触头运动速度慢，开关本身的灭弧性能差，动、静触头之间的电弧多次击穿与重燃产生暂态电磁波，暂态电磁波在gis 内多次折反射形成特快速暂态过电压(veryfast over-voltage, vfto)。当泄露的暂态电磁波传播至外部gis外壳与大地之间时，在外壳接地点、外壳分支及外壳末端等阻抗不连续处,暂态电磁波再经过多次折反射形成暂态外壳电压(transient enclosure voltage, tev)由于暂态电磁波在gis内发生复杂的折反射和叠加，vfto和tev的幅值可达到几十千伏，上升沿低至几纳秒，频率可达到几十兆赫兹。不仅严重威胁到gis外壳的表面绝缘和与外壳相连的二次设备的安全运行。同时，对于gis设备的不同部位，如母线支撑件、套管以及开关本身的绝缘都有很大的危害,影响开关设备本身的可靠性，甚至危及到相连设备变压器的绝缘性能。

国内外对变电站中的暂态过程研究主要有三种手段:实验室模拟、电磁暂态计算程序的数值模拟以及现场实测。受限于场地与设备的约束，通常采用的研究方法是将电磁暂态计算程序的数值模拟结果与现场实测结果对比分析，获得各种运行方式下的开关操作引起的电磁暂态过程的准确数据。包括有电磁暂态过程的过电压过电流幅值、暂态过程中的振荡频率以及暂态波的陡度等。通过对变电站中的暂态过程进行研究，尽量避免对电力系统威胁较大的操作方式以保证系统正常运行。
近年来，随着我国特高压和智能变电站的发展，变电站电压等级越来越高，电磁环境也越来越复杂。而变电站现场测量数据的机会少,有些实验难以现场完成。目前，国内外对gis中特快速暂态过电压和暂态外壳电压的研究主要以电磁场方法和等效电路的方法为主。随着电压等级的升高，gis整体结构变得复杂,电磁场方法虽然计算结果比较精确,但是计算模型复杂，计算速度也较慢。等效电路虽然具有计算速度快、模型简单的优点，但通常适合简单场域的计算。通过利用电磁场方法的结果来修正等效电路法,可以有效地减小等效电路方法的误差，并可以提高计算速度。因此，精确地建立起gis中各部位的等效电路模型，对于准确掌握暂态电磁波在gis中的传播特性具有重要意义。同时，为变电站的雷电冲击、局部放电以及vfto和tev特性的研究提供了准确地计算模型，对gis设备的绝缘、智能组件的安全防护以及维持整个电力系统的正常运行都具有重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容和目标

本论文将研究国内变电站的开关操作电磁干扰现象，侧重于传导模型的建立，通过建立传导干扰的数学模型计算变电站二次设备入口由传导耦合引起的干扰电流和干扰电压，并计算变电站开关操作时的空间电磁场分布，建立电缆传输线模型，同时结合屏蔽电缆转移阻抗和转移导纳的宽频模型，应用场线耦合理论计算屏蔽电缆共模、差模干扰电压以及屏蔽层流。

3. 研究计划与安排

第1周：调研气体绝缘金属封闭开关设备(gis)开关操作下电磁干扰的研究；查阅相关文献资料。

第2周：撰写并完成开题报告，完成老师下发英文文献的翻译，无错字、别字，格式规范。

4. 参考文献（12篇以上）

【1】孙丹峰，季幼章．研究与设计[m]．北京：中国电力出版社，2018：30-35．

【2】李大鹏．空间电磁场对屏蔽电缆电磁干扰的研究[d]．北京：北京交通大学，2017

【3】路宏敏，余志勇，李万玉.工程电磁兼容[m].西安:西安电子科技大学出版社，2010,9-12.