要深入研究GIS典型局部放电发展的过程和特征，首先应将放电缺陷进行分类，并了解各类缺陷的产生原因、位置及现场依据，然后针对不同类型的缺陷进行研究。GIS设备局部放电缺陷的种类主要有:

（1）GIS气室内存在自由移动的金属微粒；
（2）GIS壳体或高压导体上存在针尖状突出物；
（3）GIS气室内绝缘子表面上存在固定金属微粒；
（4）GIS气室内高压导体附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好；
（5）GIS气室绝缘子在制造时绝缘体内部或表面存在气泡、裂纹等；
（6）绝缘子表面非金属污染物缺陷；
（7）地电极故障缺陷；
（8）交界面缺陷；

GIS内部各种缺陷示意图如图所示。

（1）自由金属颗粒缺陷

自由金属颗粒的形状有粉末状或大尺寸金属颗粒(如螺钉)等，它们能够在外电场的作用下感应电荷并获得足够的电场能量，从而在电场力的作用一F发生跳动或平移等运动，如果电场足够强，自由金属颗粒获得的能量足够大，就*有可能越过外壳和高压导体之间的间隙或移动到有损绝缘的地方。自由金属颗粒运动的程度既取决于颗粒的材料和形状，又取决外电场的强度和作用时间等因素。自由金属颗粒的运动能够急剧降低SF6气体的绝缘水平，当金属颗粒运动到绝缘子的表面时，也会使得表面局部电场集中，从而大大降低绝缘子表面的闪络电压。因此自由金属颗粒引起的GIS绝缘故障可以分为金属颗粒引起的SF6气体介质击穿和金属颗粒在绝缘子表面运动形成的绝缘子沿面放电而导致的闪络。由于固体介质的沿面闪络电压远低于SF6气体的击穿电压，所以绝缘子表面的自由金属颗粒更易引发GIS设备绝缘事故，危害更大。这些金属微粒在电场的作用下发生放电，并到处不确定性的移动。只在发生燃烧气化后生成其它金属化合物后沉降在罐体内某处。一般在交流耐压试验的老炼阶段，可将体积小的金属微粒消除，体积大的微粒仍然残留在罐体中。

（2）金属突出物缺陷

金属突出物缺陷通常是在工厂或现场组装环节中产生的，有可能是导体或壳体表面未处理光滑，也有可能是组装过程中金属碰撞所产生的。在稳态交流电压下，在尖刺周围的高压导体附近形成SF6绝缘气体高场强区，当电场强度达到SF6气体的起晕场强时则发生电晕放电。然而，在电极其它地方的电场强度仍然低于击穿场强，这种放电只是发生在局部区域而没有贯穿整个电极之间，因此这些高场强区所产生的电晕有时显得较为稳定，一般不会引起SF6气体的击穿。然而在快速暂态条件下，譬如在雷电过电压或操作过电压（尤其是快速暂态过电压）下，往往会引发绝缘故障。但是，目前随着GIS设备制造工艺和现场安装工艺的日益完善，设备投运时存在金属突出物缺陷的概率大大降低，小的针尖状突出物亦可在交流耐压试验的老炼阶段消除。

（3）固定金属颗粒缺陷

固定金属颗粒缺陷产生的主要原因是GIS设备在生产、装配、运输以及开关动作等过程中会不可避免的在设备内部产生金属颗粒。当这些金属颗粒运动到绝缘子表面可能会被绝缘子表面吸附。绝缘子表面吸附的固体金属颗粒，通常会移动到低场强区而不发生局部放电，但在某些情况下，如金属颗粒被绝缘子表面的粘性污染物(如油脂等)粘连或开关动作产生的高温金属颗粒烧熔在绝缘子表面时，金属颗粒会长期地固定在绝缘子表面，使得表面局部电场集中，大大降低绝缘子表面的闪络电压，从而引发GIS设备绝缘事故。

（4）接触不良、高压导体悬浮缺陷

在GIS设备内部，用于改善危险部位的电场分布的屏蔽电极与高压导体或接地导体间的电气连接通常采用轻负载接触，即连接部分只传输很小的容性电流，然而，一些连接部件在zui初安装时虽然接触良好，但随着开关电器操作所产生的机械振动会导致移位或随时间推移带来的劣化，都有可能造成屏蔽罩松动、固定底座用的螺栓松动，从而出现悬浮电位。同时，静电屏蔽体或导体连接点机械上的不良接触又会加剧因静电力引起的机械振动，从而进一步导致接触不良，zui终出现电极电位浮动。对于大多数电位浮动的电极，所形成的等效电容在充电或放电过程中会产生局部放电，并伴有较强的电磁辐射和超声波。另外，放电还会形成腐蚀性的分解物和微粒，从而加速恶化，污染附近的绝缘子表面从而造成绝缘故障。

（5）气泡缺陷

气泡缺陷主要包括绝缘子内部气泡缺陷和绝缘子与高压导体交界面的气隙缺陷。气泡缺陷通常很小，常常是一些在制造过程中形成但又很难检测到的缺陷，比如盆式绝缘子、导体支撑绝缘子、绝缘拉杆在产品制造的过程中，工艺控制不良，导致绝缘子内部残留有气泡等。气泡放电机理比较复杂，这是因为在一个气泡中就有可能存在着多种类型的放电。一般认为气泡中的放电可能有3个途径：一是贯穿气泡的气体放电；一是沿气泡上下底面的沿面放电；一是沿气泡壁的表面放电。另外，也有可能存在着多个气泡，各个气泡的放电又各不相同，相互影响，相互叠加，造成贯穿性故障。

（6）非金属污染物缺陷

非金属污染物缺陷产生的主要原因是GIS设备在生产、装配、运行以及检修等过程中会不可避免的在设备内部产生非金属污染物，如灰尘、油污等，并且现场的安装条件不如生产工厂优越，无法*清除GIS设备内部的微粒及异物。当这些非金属颗粒运动到绝缘子表面可能会被绝缘子表面吸附，若这些非金属污染物改变GIS设备内部电场强度的分布，则有产生局部放电甚至导致绝缘故障。

（7）地电极故障缺陷

地电极缺陷通常也是由于加工不良、机械破坏或组装时的刮擦等因素形成的设备外壳尖刺、错位而造成的，其中设备外壳的金属尖刺故障缺陷zui为常见。通常情况下这种故障缺陷的起始放电电压较高，SF6气体的击穿电压更高，一般不会引起SF。的气体击穿，但是相比较而言，当GIS设备外壳的金属尖刺出现在绝缘子表面的外缘或底部时，容易在绝缘子表面形成放电通道，从而发生沿面放电，引起绝缘事故。

（8）交界面缺陷

GIS设备属于固体一气体组成的复合绝缘系统。放电通常发生在SF6气体*缘子一金属电极的三物质交界面处，即Tri-point处。它是指高压金属导体与固体绝缘子接触时，其周围的绝缘介质是SF6气体，并且在金属导体与固体绝缘子接触面上也与SF6气体相接触，因此称为三物质交界。由于SF6气体的介电常数比固体绝缘材料的小，因此在三种物质交界面上SF6气体中的电场强度较高，容易出现碰撞电离并逐渐发展成绝缘子沿面闪络，是绝缘的薄弱环节。同时金属电极与固体绝缘子接触时也会形成楔形的微小间隙，也会使得局部电场强度升高。