随着GIS的广泛应用及其设备智能化的推进，由隔离开关操作条件下产生的壳体暂态环流及其产生的高频瞬态电场干扰成为影响GIS变电站安全可靠运行的重要因素。在特快速暂态现象（VFT）的研究中，壳体暂态环流的研究涉及较少，人们尚不清楚GIS开关操作对壳体暂态环流的影响。因此开展GIS开关操作条件下壳体暂态环流的研究，可有效填补VFT研究的空白，同时对保证GIS智能变电站的二次设备正常工作、保护检修人员人身安全具有重要意义。
　　为此，本文开展隔离开关操作条件下基于SF6动态击穿特性的GIS壳体暂态环流特性的研究。论文分析了壳体暂态环流计算步骤。分析表明SF6在GIS隔离开关操作条件下的动态击穿特性及GIS壳体高频阻抗是精确计算壳体暂态环流的难点。为此，论文重点对上述问题开展研究。分析了SF6动态击穿特性与击穿场强的关系，在此基础上建立了包含集肤效应、涡流损耗在内的温度场-流场-涡流场-电场多物理场耦合动态击穿特性计算模型，并采用回归分析法得到SF6动态击穿特性。为计算GIS壳体高频阻抗，在分析GIS高频阻抗特性基础上建立GIS壳体高频阻抗三维场计算模型，计算了耦合电容，耦合电感等参数。最后根据SF6动态击穿特性建立SF6重燃模型，采用ATP-EMTP软件计算了壳体暂态环流，并对壳体暂态环流影响因素进行分析。具体研究内容如下：
　　（1）分析了壳体暂态环流的产生机理，讨论了载流母线、壳体与地面之间的耦合对壳体暂态环流的影响，在此基础上利用高频传输线分布参数理论建立了壳体暂态环流计算等效电路，分析了壳体暂态环流计算步骤。分析表明隔离开关操作过程中SF6动态击穿特性对壳体暂态环流的计算最为关键。从而确定了本文的主要研究内容。
　　（2）分析了SF6动态击穿过程，根据SF6击穿特性与击穿场强之间的关系，建立了考虑温度场-流场-涡流场-电场耦合的隔离开关操作条件下SF6击穿特性的求解模型。为求解SF6动态击穿问题，采用动网格划分技术解决触头开距变化问题。为得到开关操作方式、操作速度等对SF6击穿特性的定量影响规律，采用回归分析法得到了SF6动态击穿电压函数关系表达式，并对函数的变化规律进行了分析。
　　（3）在分析不同结构GIS阻抗耦合特性的基础上，建立了GIS壳体高频阻抗三维场计算模型，计算了耦合电容和耦合电感等阻抗参数。
　　（4）在得到SF6动态击穿特性的基础上，根据SF6动态击穿电压函数关系表达式建立了SF6重燃模型，结合GIS壳体高频阻抗的求解，在ATP-EMTP软件中建立了壳体暂态环流求解模型。并对壳体暂态环流结果进行了频谱特性分析。讨论了GIS外壳半径、相间距离、接地电阻等参数对壳体暂态环流的影响规律，并根据此提出了减小壳体暂态环流的建议。
　　论文的主要研究结论如下：
　　（1）隔离开关操作过程中，SF6气体临界击穿电压为受到动静触头间隙SF6气体流场分布及气室场域内场强分布共同影响的动态变化过程。临界击穿电压会随触头开距的增加而增大，介质击穿电压特性曲线陡度会随着开关操作速度增加而增大。
　　（2）550kV GIS壳体暂态环流值与110kV GIS壳体暂态环流值分布特性相同，两种电压等级下相-地环流均呈现出进、出线套管处大于壳体中部的环流分布特点。
　　（3）壳体暂态环流频率成分丰富，其频率成分主要有9.5MHZ、13.8MHZ和32MHZ高频成分分布，与实测VFTO频率成分7.5MHz、14.5MHz和36.5MHz频率分布相近。
　　（4）根据壳体暂态环流影响因素的计算分析，减小相间距离、增大接地电阻值、缩短接地点距离等方法可以有效降低壳体暂态环流值。
　　论文的创新点如下：
　　（1）分析了SF6气体密度与临界击穿场强之间的关系，将临界击穿场强的求解转换为对SF6气体密度分布的求解，并在此基础上建立了考虑温度场-流场-涡流场-电场耦合的隔离开关操作条件下SF6击穿特性的求解模型。
　　（2）采用动网格技术对触头开距变化问题进行网格划分，从而解决了动态击穿问题的求解。
　　（3）建立考虑高频传输线分布参数理论在内的GIS壳体暂态环流计算模型，并将壳体阻抗特性求解转换为运用三维“场”计算的方法对GIS壳体、母线、地面耦合电容、电感的求解。