摘要：GIS 隔离开关操作时，由于开关触头间的电弧击穿与重 燃 ， 会 形 成 特 快 速 暂 态 过 电 压 (very fast transientover-voltage，VFTO)。VFTO 具有电压幅值高、上升时间短及频带范围宽等特征，其产生的瞬态电磁场能通过空间或传导的方式耦合至二次电缆上。研制了能够适应强电磁环境应用的骚扰电压测量系统，在特高压 GIS 真型试验平台上开展了特高压 VFTO 对二次电缆骚扰电压的实测工作，并对测试结果进行了时域和频域分析；结合多导体传输线法与场线耦合理论，建立了外界电磁场对二次电缆骚扰的耦合模型，并进行了建模仿真。研究结果表明：当二次电缆的屏蔽层双端接地或在控制室单端接地时，二次电缆对由 VFTO产生的电磁骚扰具有明显的抑制作用。实测与仿真研究结果可为特高压变电站内二次系统的抗电磁骚扰设计提供参考。
关键词：特高压 GIS 变电站；特快速暂态过电压；二次电缆；骚扰电压；场线耦合.

中国特高压变电站普遍采用了 GIS 开关设备。GIS 隔离开关操作时，由于开关触头间的电弧击穿与重燃，会形成特快速暂态过电压(very fasttransient over-voltage，VFTO)。当 VFTO 传播过程中遇到 GIS 外壳不连续和外引线接口时，由于折反射将导致瞬态外壳地电位升，并引发瞬态电流在外壳和外引线的传播，从而在空间激发强烈的瞬态电磁场。与 GIS 本体设备邻近布设的二次电缆将有感应瞬态电压和瞬态电流，这使得二次设备受到电磁骚扰，飞鹤线缆 威胁整个系统的安全运行[1-2]。因此，开展特高压 VFTO 对二次电缆骚扰电压的实测与仿真研究，可以预测特高压 GIS 变电站隔离开关操作对二次电缆的电磁影响，为二次系统的抗电磁骚扰设计提供参考。

自 2007 年以来，国际大电网会议(CIGRE)相关工作组及 ABB 公司对 1kV GIS 隔离开关和断路器等设备进行了大量研究，取得了GIS设备设计、制造技术、特性测试等方面的成果。但是，对二次电缆骚扰电压的研究很少。为了解决中国特高压建设中的 VFTO 问题，2009 年国家电网公司在武汉特高压交流试验基地建成了特高压VFTO真型试验平台，开展了世界上首次大规模特高压 GIS 设备VFTO 实测与仿真的专项研究工作，对 VFTO 测量技术、特性实测、仿真模型、绝缘特性和抑制方法进行了深入的研究，目前已获得了重要的研究成果。本文作为参研单位负责 VFTO 对二次电缆干扰的研究工作，首次进行了特高压 VFTO 对二次电缆骚扰电压的实测，并对测量结果进行了时域、频域的分析和总结。
在理论分析方面，国内外对屏蔽电缆的理论建模进行了大量研究，应用了多导体传输线理论、FDTD 及矩量法等方法。但是针对具有纳秒级上升时间的 VFTO 对二次电缆影响的研究较少。本文利用多导体传输线法，结合场线耦合理论，建立了由外界电磁场向屏蔽电缆耦合的场线耦合模型，并将建立的模型用于特高压GIS隔离开关操作对二次电缆耦合的数值预测。

开关场侧的接地点位于隔离开关的正下方，以便模拟尽可能大的电磁骚扰；控制室侧的接地点为二次电缆末端附近的接地上引线，该位置距离开关现场较远，受开关操作影响也较小。这 2 个接地点均与现场接地网良好连接。
在研究中使用 4 套相同的测量系统，将其布置于控制室侧的接地点，将探头分别接在 4 条二次电缆上末端芯线与地之间，同时对骚扰电压进行多次重复测量。
4 结论
本文对特高压VFTO通过空间辐射或传导方式耦合至屏蔽二次电缆的骚扰电压进行了测量，获得了屏蔽层在4 种接地方式下二次电缆末端芯线与大地之间的骚扰电压，并对其进行了时域和频域分析。测试结果表明，骚扰电压最高峰值超过 4kV，单次脉冲持续时间达到 60s，主频最高达到49MHz。