一、什么是VFTO，VFTO的产生、控制、测量和传递

随着电力系统电压等级不断升高，GIS的应用越来越广泛。GIS可以减小开关等设备的体积，使设备的电感减小，但当隔离开关操作时，因触头间击穿和多次重燃会形成一种特快速瞬态过电压（very fast transient over voltage，VFTO），这种瞬态过电压具有上升时间极短（3~100ns）而幅值较高（最高可达3pu）和多次连续脉冲的特点。VFTO会对GIS及其联接的绕组设备（如变压器，互感器）绝缘有重要影响；同时，它也会在GIS外壳与外部引线连接处产生瞬态壳体电位（transient enclosure voltage，TEV）,引起二次设备绝缘和人身安全问题，并对测量控制设备产生电磁干扰，造成二次设备的误动作。

电力系统用互感器是一种用于传递信息给测量仪器、仪表、继电保护和控制装置的特殊变压器，是一次系统与二次系统的联络单元，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等相互连接^[11-12].所以当GIS中隔离开关操作产生VFTO时，互感器会通过绕组之间的传递将过电压从一次绕组传递到二次绕组，从而使二次绕组承受幅值较大的传递过电压，造成二次设备故障或者损坏，影响电气设备的安全运行。

为了降低传递过电压对二次设备的危害，互感器国家标准规定从互感器一次侧传递到二次侧的传递过电压峰值不大于1.6kV，同时规范了施加到一次侧的过电压波形。标准中对气体绝缘金属外壳全封闭式组合电器（GIS）用的互感器的传递过电压试验要求施加B类冲击电压波，B类冲击波要求波头时间为10×（1±20%）ns，波尾时间大于100ns，传统的MARX回路冲击发生器很难满足试验要求。如：德国Archen大学、慕尼黑大学、西安交通大学、清华大学均采用小型冲击发生器与陡化间隙相结合的方法研制的VFTO模拟发生器产生的波形波头时间均为20-50ns，幅值为几十千伏到1MV。由于冲击电压发生器回路及高压引线电感会影响冲击源向陡化间隙提供能量的速度，导致陡化间隙击穿后输出电压的上升时间和主振荡频率难以达到标准要求的10ns时间要求。