隨著我國電力工業(yè)的高速發(fā)展和電壓等級的不斷提高，GIS設備在近二十年來被廣泛地應用于電力系統(tǒng)中。然而隨著電壓等級的提高，由隔離開關的操作而引起的快速暫態(tài)過電壓(VFTO)屢見不鮮，類似情形將對電網運行安全造成威脅。因此，對GIS設備內部VFTO的測量及如何預防進行研究，有著重要的現(xiàn)實意義。

隨著GIS設備運行電壓的提高，特快速暫態(tài)過電壓的影響日益明顯和嚴重，致使其在220kV及以上電壓等級的GIS設備中多次引起故障或其它問題，它不但會在GIS設備的主回路引起對地故障，而且還會造成相鄰設備(如變壓器等)的絕緣損壞。國內外GIS設備中不乏VFTO危害實例：

(1)1992年廣東大亞灣核電工程，在500kV系統(tǒng)調試中，進行切合空載變壓器例行操作時，由于快速暫態(tài)過電壓引起3×350MVA主變壓器一相主絕緣被擊穿。

(2)巴西的Rajan500kVGIS在運行初期，曾因隔離開關例行操作產生特快速暫態(tài)過電壓造成500kV油紙?zhí)坠艿恼押妥儔浩鞴收稀?/p>

(3)華東天荒坪抽水蕾能電廠的500kVGIS自1998年投運以來。由于例行操作，出現(xiàn)了變壓器保護用氧化鋅避雷器頻繁動作的現(xiàn)象，經計算表明也是特快速暫態(tài)過電壓引起的.

(4)2001年浙江北侖電廠一臺500kV變壓器損壞，經初步調查，分析認為也是特快速暫態(tài)過電壓所致。

1、老化效應

與一般切容性負荷的原理相同，GIS設備弱離開關在切、合容性負荷時，會產生多次重燃或預擊穿。由于隔離開關動作速度較慢，重燃的時問相對隔離開關的操作時間而言是非常短的，因此重燃次數(shù)會較多。每重燃一次，就可能產生一定幅值的特快速暫態(tài)過電壓。

這過程不同于一般電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程，每當隔離開關操作一次，就產生多次的重燃和由它引起的許多次具有一定電壓幅值的快速瞬變過程。而隔離開關的操作屬于常規(guī)操作程序，那么GIS設備及其它電氣設備就有可能在一個相當短的時問內經受成百次VFTO的考驗，這對絕緣來說無異于接受一種性質與截波相近的老化試驗，這會給絕緣帶來很大的損傷。

2、VFTO在變壓器內部造成極不均勻的匝間電位分布和諧振過電壓

VFTO的最大受害者是變壓器，無論是與GIS設備直接相連還是非直接相連接的變壓器，在受到VFTO作用時，都會有兩種影響：

一是隔離開關觸頭擊穿瞬間產生的階躍波到達變壓器時，相當于在變壓器端部加上了一個陡波波頭，對于直接相連的交壓器，其上升時間可能只有數(shù)十納秒，遠遠低于雷電沖擊截波試驗時波頭的上升時間，會在變壓器繞組上造成極不均勻的匝間電壓分布，危害極大;對非直接相連的變壓器，因為經過了兩個套管和一段線路，使陡波趨于平緩，其波頭上升與雷電沖擊截波相似。二是高頻振蕩可能在變壓器內部激發(fā)起極高的諧振過電壓。

除此之外，VFTO還可能通過電壓、電流互感器等容性設備，通過繞組感應到系統(tǒng)的二次設備，從而危害二次設備的正常工作。

近十多年來，VFTO給電力系統(tǒng)帶來的危害已受到人們的普遍關注，成為國際高壓領域的研究熱點。我國也有大量GIS設備投入運行，并也曾發(fā)生過事故。因而，開展對GIS設備內產生的VFTO的監(jiān)測很有意義。

本項目就是研發(fā)一套VFTO高速采集監(jiān)測系統(tǒng)，對GIS設備內部的VFTO進行監(jiān)測、采集并記錄，以便于對其進行更加深入地研究。