要深入研究GIS典型局部放電發(fā)展的過程和特征，首先應(yīng)將放電缺陷進(jìn)行分類，并了解各類缺陷的產(chǎn)生原因、位置及現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)，然后針對(duì)不同類型的缺陷進(jìn)行研究。GIS設(shè)備局部放電缺陷的種類主要有:

（1）GIS氣室內(nèi)存在自由移動(dòng)的金屬微粒；
（2）GIS殼體或高壓導(dǎo)體上存在針尖狀突出物；
（3）GIS氣室內(nèi)絕緣子表面上存在固定金屬微粒；
（4）GIS氣室內(nèi)高壓導(dǎo)體附近存在懸浮電位體或?qū)w間連接點(diǎn)接觸不好；
（5）GIS氣室絕緣子在制造時(shí)絕緣體內(nèi)部或表面存在氣泡、裂紋等；
（6）絕緣子表面非金屬污染物缺陷；
（7）地電極故障缺陷；
（8）交界面缺陷；

GIS內(nèi)部各種缺陷示意圖如圖所示。

（1）自由金屬顆粒缺陷

自由金屬顆粒的形狀有粉末狀或大尺寸金屬顆粒(如螺釘)等，它們能夠在外電場(chǎng)的作用下感應(yīng)電荷并獲得足夠的電場(chǎng)能量，從而在電場(chǎng)力的作用一F發(fā)生跳動(dòng)或平移等運(yùn)動(dòng)，如果電場(chǎng)足夠強(qiáng)，自由金屬顆粒獲得的能量足夠大，就*有可能越過外殼和高壓導(dǎo)體之間的間隙或移動(dòng)到有損絕緣的地方。自由金屬顆粒運(yùn)動(dòng)的程度既取決于顆粒的材料和形狀，又取決外電場(chǎng)的強(qiáng)度和作用時(shí)間等因素。自由金屬顆粒的運(yùn)動(dòng)能夠急劇降低SF6氣體的絕緣水平，當(dāng)金屬顆粒運(yùn)動(dòng)到絕緣子的表面時(shí)，也會(huì)使得表面局部電場(chǎng)集中，從而大大降低絕緣子表面的閃絡(luò)電壓。因此自由金屬顆粒引起的GIS絕緣故障可以分為金屬顆粒引起的SF6氣體介質(zhì)擊穿和金屬顆粒在絕緣子表面運(yùn)動(dòng)形成的絕緣子沿面放電而導(dǎo)致的閃絡(luò)。由于固體介質(zhì)的沿面閃絡(luò)電壓遠(yuǎn)低于SF6氣體的擊穿電壓，所以絕緣子表面的自由金屬顆粒更易引發(fā)GIS設(shè)備絕緣事故，危害更大。這些金屬微粒在電場(chǎng)的作用下發(fā)生放電，并到處不確定性的移動(dòng)。只在發(fā)生燃燒氣化后生成其它金屬化合物后沉降在罐體內(nèi)某處。一般在交流耐壓試驗(yàn)的老煉階段，可將體積小的金屬微粒消除，體積大的微粒仍然殘留在罐體中。

（2）金屬突出物缺陷

金屬突出物缺陷通常是在工廠或現(xiàn)場(chǎng)組裝環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的，有可能是導(dǎo)體或殼體表面未處理光滑，也有可能是組裝過程中金屬碰撞所產(chǎn)生的。在穩(wěn)態(tài)交流電壓下，在尖刺周圍的高壓導(dǎo)體附近形成SF6絕緣氣體高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到SF6氣體的起暈場(chǎng)強(qiáng)時(shí)則發(fā)生電暈放電。然而，在電極其它地方的電場(chǎng)強(qiáng)度仍然低于擊穿場(chǎng)強(qiáng)，這種放電只是發(fā)生在局部區(qū)域而沒有貫穿整個(gè)電極之間，因此這些高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)所產(chǎn)生的電暈有時(shí)顯得較為穩(wěn)定，一般不會(huì)引起SF6氣體的擊穿。然而在快速暫態(tài)條件下，譬如在雷電過電壓或操作過電壓（尤其是快速暫態(tài)過電壓）下，往往會(huì)引發(fā)絕緣故障。但是，目前隨著GIS設(shè)備制造工藝和現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝的日益完善，設(shè)備投運(yùn)時(shí)存在金屬突出物缺陷的概率大大降低，小的針尖狀突出物亦可在交流耐壓試驗(yàn)的老煉階段消除。

（3）固定金屬顆粒缺陷

固定金屬顆粒缺陷產(chǎn)生的主要原因是GIS設(shè)備在生產(chǎn)、裝配、運(yùn)輸以及開關(guān)動(dòng)作等過程中會(huì)不可避免的在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生金屬顆粒。當(dāng)這些金屬顆粒運(yùn)動(dòng)到絕緣子表面可能會(huì)被絕緣子表面吸附。絕緣子表面吸附的固體金屬顆粒，通常會(huì)移動(dòng)到低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)而不發(fā)生局部放電，但在某些情況下，如金屬顆粒被絕緣子表面的粘性污染物(如油脂等)粘連或開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的高溫金屬顆粒燒熔在絕緣子表面時(shí)，金屬顆粒會(huì)長(zhǎng)期地固定在絕緣子表面，使得表面局部電場(chǎng)集中，大大降低絕緣子表面的閃絡(luò)電壓，從而引發(fā)GIS設(shè)備絕緣事故。

（4）接觸不良、高壓導(dǎo)體懸浮缺陷

在GIS設(shè)備內(nèi)部，用于改善危險(xiǎn)部位的電場(chǎng)分布的屏蔽電極與高壓導(dǎo)體或接地導(dǎo)體間的電氣連接通常采用輕負(fù)載接觸，即連接部分只傳輸很小的容性電流，然而，一些連接部件在zui初安裝時(shí)雖然接觸良好，但隨著開關(guān)電器操作所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致移位或隨時(shí)間推移帶來的劣化，都有可能造成屏蔽罩松動(dòng)、固定底座用的螺栓松動(dòng)，從而出現(xiàn)懸浮電位。同時(shí)，靜電屏蔽體或?qū)w連接點(diǎn)機(jī)械上的不良接觸又會(huì)加劇因靜電力引起的機(jī)械振動(dòng)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致接觸不良，zui終出現(xiàn)電極電位浮動(dòng)。對(duì)于大多數(shù)電位浮動(dòng)的電極，所形成的等效電容在充電或放電過程中會(huì)產(chǎn)生局部放電，并伴有較強(qiáng)的電磁輻射和超聲波。另外，放電還會(huì)形成腐蝕性的分解物和微粒，從而加速惡化，污染附近的絕緣子表面從而造成絕緣故障。

（5）氣泡缺陷

氣泡缺陷主要包括絕緣子內(nèi)部氣泡缺陷和絕緣子與高壓導(dǎo)體交界面的氣隙缺陷。氣泡缺陷通常很小，常常是一些在制造過程中形成但又很難檢測(cè)到的缺陷，比如盆式絕緣子、導(dǎo)體支撐絕緣子、絕緣拉桿在產(chǎn)品制造的過程中，工藝控制不良，導(dǎo)致絕緣子內(nèi)部殘留有氣泡等。氣泡放電機(jī)理比較復(fù)雜，這是因?yàn)樵谝粋€(gè)氣泡中就有可能存在著多種類型的放電。一般認(rèn)為氣泡中的放電可能有3個(gè)途徑：一是貫穿氣泡的氣體放電；一是沿氣泡上下底面的沿面放電；一是沿氣泡壁的表面放電。另外，也有可能存在著多個(gè)氣泡，各個(gè)氣泡的放電又各不相同，相互影響，相互疊加，造成貫穿性故障。

（6）非金屬污染物缺陷

非金屬污染物缺陷產(chǎn)生的主要原因是GIS設(shè)備在生產(chǎn)、裝配、運(yùn)行以及檢修等過程中會(huì)不可避免的在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生非金屬污染物，如灰塵、油污等，并且現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件不如生產(chǎn)工廠*，無法*清除GIS設(shè)備內(nèi)部的微粒及異物。當(dāng)這些非金屬顆粒運(yùn)動(dòng)到絕緣子表面可能會(huì)被絕緣子表面吸附，若這些非金屬污染物改變GIS設(shè)備內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度的分布，則有產(chǎn)生局部放電甚至導(dǎo)致絕緣故障。

（7）地電極故障缺陷

地電極缺陷通常也是由于加工不良、機(jī)械破壞或組裝時(shí)的刮擦等因素形成的設(shè)備外殼尖刺、錯(cuò)位而造成的，其中設(shè)備外殼的金屬尖刺故障缺陷zui為常見。通常情況下這種故障缺陷的起始放電電壓較高，SF6氣體的擊穿電壓更高，一般不會(huì)引起SF。的氣體擊穿，但是相比較而言，當(dāng)GIS設(shè)備外殼的金屬尖刺出現(xiàn)在絕緣子表面的外緣或底部時(shí)，容易在絕緣子表面形成放電通道，從而發(fā)生沿面放電，引起絕緣事故。

（8）交界面缺陷

GIS設(shè)備屬于固體一氣體組成的復(fù)合絕緣系統(tǒng)。放電通常發(fā)生在SF6氣體*緣子一金屬電極的三物質(zhì)交界面處，即Tri-point處。它是指高壓金屬導(dǎo)體與固體絕緣子接觸時(shí)，其周圍的絕緣介質(zhì)是SF6氣體，并且在金屬導(dǎo)體與固體絕緣子接觸面上也與SF6氣體相接觸，因此稱為三物質(zhì)交界。由于SF6氣體的介電常數(shù)比固體絕緣材料的小，因此在三種物質(zhì)交界面上SF6氣體中的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，容易出現(xiàn)碰撞電離并逐漸發(fā)展成絕緣子沿面閃絡(luò)，是絕緣的薄弱環(huán)節(jié)。同時(shí)金屬電極與固體絕緣子接觸時(shí)也會(huì)形成楔形的微小間隙，也會(huì)使得局部電場(chǎng)強(qiáng)度升高。