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

（1）GIS氣室內(nèi)存在自由移動的金屬微粒；
（2）GIS殼體或高壓導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)高壓導體附近存在懸浮電位體或導體間連接點接觸不好；
（5）GIS氣室絕緣子在制造時絕緣體內(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，它們能夠在外電場的作用下感應電荷并獲得足夠的電場能量，從而在電場力的作用一F發(fā)生跳動或平移等運動，如果電場足夠強，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體之間的間隙或移動到有損絕緣的地方。自由金屬顆粒運動的程度既取決于顆粒的材料和形狀，又取決外電場的強度和作用時間等因素。自由金屬顆粒的運動能夠急劇降低SF6氣體的絕緣水平，當金屬顆粒運動到絕緣子的表面時，也會使得表面局部電場集中，從而大大降低絕緣子表面的閃絡電壓。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動形成的絕緣子沿面放電而導致的閃絡。由于固體介質(zhì)的沿面閃絡電壓遠低于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設備絕緣事故，危害更大。這些金屬微粒在電場的作用下發(fā)生放電，并到處不確定性的移動。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)場組裝環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的，有可能是導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體附近形成SF6絕緣氣體高場強區(qū)，當電場強度達到SF6氣體的起暈場強時則發(fā)生電暈放電。然而，在電極其它地方的電場強度仍然低于擊穿場強，這種放電只是發(fā)生在局部區(qū)域而沒有貫穿整個電極之間，因此這些高場強區(qū)所產(chǎn)生的電暈有時顯得較為穩(wěn)定，一般不會引起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，往往會引發(fā)絕緣故障。但是，目前隨著GIS設備制造工藝和現(xiàn)場安裝工藝的日益*，設備投運時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設備在生產(chǎn)、裝配、運輸以及開關動作等過程中會不可避免的在設備內(nèi)部產(chǎn)生金屬顆粒。當這些金屬顆粒運動到絕緣子表面可能會被絕緣子表面吸附。絕緣子表面吸附的固體金屬顆粒，通常會移動到低場強區(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)粘連或開關動作產(chǎn)生的高溫金屬顆粒燒熔在絕緣子表面時，金屬顆粒會長期地固定在絕緣子表面，使得表面局部電場集中，大大降低絕緣子表面的閃絡電壓，從而引發(fā)GIS設備絕緣事故。

（4）接觸不良、高壓導體懸浮缺陷

在GIS設備內(nèi)部，用于改善危險部位的電場分布的屏蔽電極與高壓導體或接地導體間的電氣連接通常采用輕負載接觸，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初安裝時雖然接觸良好，但隨著開關電器操作所產(chǎn)生的機械振動會導致移位或隨時間推移帶來的劣化，都有可能造成屏蔽罩松動、固定底座用的螺栓松動，從而出現(xiàn)懸浮電位。同時，靜電屏蔽體或導體連接點機械上的不良接觸又會加劇因靜電力引起的機械振動，從而進一步導致接觸不良，zui終出現(xiàn)電極電位浮動。對于大多數(shù)電位浮動的電極，所形成的等效電容在充電或放電過程中會產(chǎn)生局部放電，并伴有較強的電磁輻射和超聲波。另外，放電還會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到的缺陷，比如盆式絕緣子、導體支撐絕緣子、絕緣拉桿在產(chǎn)品制造的過程中，工藝控制不良，導致絕緣子內(nèi)部殘留有氣泡等。氣泡放電機理比較復雜，這是因為在一個氣泡中就有可能存在著多種類型的放電。一般認為氣泡中的放電可能有3個途徑：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氣泡，各個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設備在生產(chǎn)、裝配、運行以及檢修等過程中會不可避免的在設備內(nèi)部產(chǎn)生非金屬污染物，如灰塵、油污等，并且現(xiàn)場的安裝條件不如生產(chǎn)工廠*，無法*清除GIS設備內(nèi)部的微粒及異物。當這些非金屬顆粒運動到絕緣子表面可能會被絕緣子表面吸附，若這些非金屬污染物改變GIS設備內(nèi)部電場強度的分布，則有產(chǎn)生局部放電甚至導致絕緣故障。

（7）地電極故障缺陷

地電極缺陷通常也是由于加工不良、機械破壞或組裝時的刮擦等因素形成的設備外殼尖刺、錯位而造成的，其中設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，一般不會引起SF。的氣體擊穿，但是相比較而言，當GIS設備外殼的金屬尖刺出現(xiàn)在絕緣子表面的外緣或底部時，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設備屬于固體一氣體組成的復合絕緣系統(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。它是指高壓金屬導體與固體絕緣子接觸時，其周圍的絕緣介質(zhì)是SF6氣體，并且在金屬導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氣體中的電場強度較高，容易出現(xiàn)碰撞電離并逐漸發(fā)展成絕緣子沿面閃絡，是絕緣的薄弱環(huán)節(jié)。同時金屬電極與固體絕緣子接觸時也會形成楔形的微小間隙，也會使得局部電場強度升高。