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。

近年来国外对于电磁骚扰的研究可以追溯于19世纪，随着电气运输和通信的发展，当时世界上的发达国家纷纷成立电磁兼容问题研究实验室，并广泛开展学术交流与项目合作。这一阶段的研究成果表现为1945年以美国为首的欧美国家对电磁兼容方面的军用标准和设计规范做出规定，它标志着电磁兼容技术进入新阶段。

1986年，美国电力研究所(EPRI)利用美国国内各电压等级的变电站测量数据研究变电站二次设备过电压和电磁干扰问题。其成果主要有:在理论方面建立了多种暂态过电压干扰和电磁干扰的计算模型;实际操作方面对变电站内回路瞬态电磁场和暂态过电压进行了多方位的测量。2002 年，俄罗斯电力系统的专家学者在国际大电网会议(CIGRE).上发表他们在变电站中长期的实地测量所得出的结论。主要关于隔离开关操作会对二次回路产生干扰、变电站中的电磁兼容问题及预防措施等。

进入二十一世纪后，随着GIS变电站在世界各地的电力系统中普及，各国专家学者致力于研究GIS变电站内的瞬态电磁干扰问题。M.Ianoz在文献中详细的介绍了GIS 变电站中影响瞬态电磁干扰建模的几个因素。J.Meppelink教授概述了GIS变电站内部VFTO和外部TEV的暂态过电压现象，并给出了利用球形电场传感器测出的外壳暂态过电压TEV的数据。另外,著名电气公司ABB公司的工程师P.Knapp,利用界面划分的思想处理电磁干扰问题，并完整介绍了工业设备电磁兼容性的技术要求。

2. 研究的基本内容与方案