局部放電是電場能以電荷積聚及電子運動的形式積累與釋放的過程。長期的運行經(jīng)驗表明，GIs中引發(fā)局部放電的典型絕緣缺陷主要有自由金屬微粒、金屬突出物、絕緣子氣隙、絕緣子表面金屬污染物、懸浮電極等五種。本文在前人研究的基礎上，詳細分析這五種絕緣缺陷引起的局部放電的機理。

（1）自由金屬微粒
電負性是指分子或原子捕獲電子生成負離子的幾率。作為一種強電負性氣體，SF6具有明顯捕捉自由電子而形成負離子并阻止放電形成的能力。GIS腔體中的金屬微粒在外電場作用下會釋放電子，成為帶有正電荷的金屬粒子，反過來又影響了GIS腔體內(nèi)局部電場的分布，引起電場畸變。當電場畸變到一定程度時，電子就會從金屬電極表面逸出，使SF6氣體發(fā)生碰撞電離、熱電離以及光致電離，在兩電極間(相間或相對地)形成間歇或連續(xù)的局部放電通道。帶有正電荷的粒子在強電場環(huán)境中受到洛淪茲力、庫侖力以及電場梯度力的作用而向負極性電極移動。如果電場足夠強，自由金屬微粒獲得的能量足夠大，就完全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。當金屬微粒接近而未接觸到高壓導體時，更容易產(chǎn)生局部放電。自由金屬微粒的另一影響是，當運動到絕緣子上而附著于絕緣子表面時，可能引發(fā)絕緣子沿面閃絡，造成擊穿。
    
在多次自由金屬微粒局部放電檢測試驗中發(fā)現(xiàn)，當電壓升高至起始電壓以后，自由金屬微粒產(chǎn)生持續(xù)的較為密集的局部放電，但在這個電壓等級上待續(xù)一段時間以后，局部放電會變得越來越少，直至某一較為穩(wěn)定的狀態(tài)。根據(jù)這一現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)，自由金屬微粒在電場力的作用下會從高場強區(qū)向低場強區(qū)移動，即從電場畸變狀態(tài)向電場均勻狀態(tài)過渡。當進入低場強區(qū)以后，電場強度不足以使自由金屬微粒繼續(xù)移動，但此時它導致的電場畸變程度仍然可能產(chǎn)生局部放電，便會穩(wěn)定在某一相對平衡的狀態(tài)。

這種局部放電主要發(fā)生在工頻電壓正負半波峰值前的電壓上升時刻，在正負極性電壓下都可能發(fā)生，應該以流注與前驅(qū)先導放電為主要形式。

（2）金屬突出物
金屬突出物缺陷主要是指在GIS制造、裝配或檢修過程中在高壓導體上的金屬突起。在穩(wěn)態(tài)交流電壓下，在高壓導體突出物附近形成高場強區(qū)，當電場強度達到SF6氣體的擊穿場強則發(fā)生近似尖板電極的電暈放電。電暈放電在一定程度上改善了間隙中的電場分布，使電場的不均勻程度得到削弱，因此在穩(wěn)定的電暈放電狀態(tài)下，不易引發(fā)電極間的貫通性擊穿。但操作過電壓、雷電過電壓或快速暫態(tài)過電壓(Very Fast TransientOvervoltage-VFTO)作用下，不但電場強度增大，而且電壓變化梯度很大，放電通道可能會發(fā)展為貫通性擊穿故障。金屬突起在GIS內(nèi)導體和外殼內(nèi)壁均有可能出現(xiàn)，但由于GIS外殼的曲率半徑比高壓導體大，高壓導體上的突起物更容易引發(fā)局部放電。

突出物在高壓導體上時，局部放電主要發(fā)生在工頻電壓的負半周峰值附近；突出物在接地外殼上時，局部放電則主要發(fā)生在工頻電壓的正半周峰值附近。因此，相對于突出物電極來說，這種局部放電主要發(fā)生在負極性電壓下，以電暈流注與莖先導放電為主要形式。