造成GIS內發(fā)生局部放電的原因是多方面的，引發(fā)絕緣故障的缺陷類(lèi)型及故障的平均分布如圖所示。

GIS中影響介質(zhì)性能的缺陷主要有嚴重的裝配錯誤、自由金屬微粒、導體之間電氣或機械接觸不良、固定微粒、絕緣子缺陷、SF6中混有水蒸汽等幾類(lèi)，下面對這些缺陷分別進(jìn)行分析。

(1)自由導電微粒

自由導電微粒是氣體絕緣裝置中常見(jiàn)的缺陷，它是導致GIS絕緣故障的主要原因。這些微?？赡苁侵圃旎蜓b配過(guò)程中未清洗干凈而產(chǎn)生的物，也可能是機械裝置動(dòng)作過(guò)程中金屬磨擦而產(chǎn)生的金屬粉末。自由導電微粒的形狀有粉末狀或片狀或大尺寸固體顆粒等，它們能夠在外電場(chǎng)作用下感應電荷以獲得足夠的電場(chǎng)能量，并在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生跳動(dòng)或位移，如果電場(chǎng)足夠強，自由導電微粒獲得的能量足夠大，就*有可能越過(guò)外殼和高壓導體之間的間隙或移動(dòng)到有損絕緣的地方。金屬微粒運動(dòng)的程度既取決于材料和形狀，又取決外電場(chǎng)的強度和作用時(shí)間等因素。當金屬微粒接近而未接觸到高壓導體時(shí)，容易表現的電氣特征是產(chǎn)生PD現象。同時(shí)，金屬微粒在遷移過(guò)程中和附著(zhù)在絕緣子表面時(shí)也會(huì )產(chǎn)生PD現象，只是不同的運動(dòng)形式所產(chǎn)生的PD指紋譜圖各異。

(2)固定金屬突出物

固定金屬突出物通常有兩種存在形式：一是金屬突起毛刺，二是金屬微粒附著(zhù)在固體絕緣表面。它是因加工不良、機械破壞或裝配時(shí)的相互擦刮而產(chǎn)生，通常異常尖銳，以致在尖頭突出部位形成絕緣氣體中的高場(chǎng)強區。在穩態(tài)工作條件下，這些高場(chǎng)強區所產(chǎn)生的電暈有時(shí)顯得較為穩定，不一定會(huì )引起擊穿。然而，在快速暫態(tài)過(guò)電壓下，譬如在操作過(guò)電壓或雷電過(guò)電壓下，往往會(huì )引發(fā)故障。另外，絕緣子表面吸附的固體金屬微粒，若是暫時(shí)粘在絕緣子表面，通常會(huì )移動(dòng)到低場(chǎng)強區而不發(fā)生PD，但在某些情況下會(huì )長(cháng)期地固定在絕緣子表面，作為固定金屬微粒，它粘貼在絕緣表面的作用類(lèi)似于金屬突起物。然而，絕緣子表面微粒有以下幾個(gè)主要不同特征：

①絕緣子上的微粒有時(shí)在交接時(shí)并不存在，而是過(guò)一段時(shí)間才出現。有些微粒起初可能并不危險，但由于機械振動(dòng)和操作過(guò)電壓引起的靜電力，會(huì )有輕微的運動(dòng)并終朝著(zhù)危險的方向發(fā)展。
②絕緣子表面的微粒會(huì )形成表面電荷聚集，從而在某種程度上加大了故障的可能性。
③微粒處的放電會(huì )導致絕緣子表面損傷，在工頻場(chǎng)下產(chǎn)生表面樹(shù)痕，終出現故障。

(3)絕緣子缺陷

絕緣子缺陷有可能發(fā)生在絕緣子表面或內部。表面缺陷是由其它的缺陷類(lèi)型引起的二次效應，比如PD產(chǎn)生的分解物、金屬微?；蛘呓^緣氣體中可能過(guò)多的水氣引起的破壞；在現場(chǎng)測試時(shí)，閃絡(luò )產(chǎn)生的樹(shù)痕在某種情況下也可以被視為絕緣表面缺陷。內部缺陷通常很小，常常是一些在制造過(guò)程中形成但又很難檢測到的缺陷，比如在制造過(guò)程中滲入的金屬微粒、環(huán)氧樹(shù)脂在固化過(guò)程中的收縮以及環(huán)氧樹(shù)脂和金屬電極不同的熱膨脹系數而出現的內部空隙和層離；由于裝配誤差，導體的機械運動(dòng)也可能給絕緣子造成損傷。

(4)懸浮電位體

在GIS內部，被廣泛地用來(lái)改善危險部位的電場(chǎng)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是所謂輕負載接觸(即連接部分只傳輸很小的容性電流)，然而，一些連接部件在初安裝時(shí)雖然接觸良好，但隨著(zhù)開(kāi)關(guān)電器操作所產(chǎn)生的機械振動(dòng)會(huì )導致移位或隨時(shí)間推移帶來(lái)的老化，都有可能造成靜電屏蔽體的接觸不良，從而出現浮動(dòng)電位。同時(shí)，靜電屏蔽體或導體連接點(diǎn)機械上的不良接觸又會(huì )加劇因靜電力引起的機械振動(dòng)，從而進(jìn)一步導致接觸不良，終出現電極電位浮動(dòng)。對于大多數電位浮動(dòng)的電極，所形成的等效電容在充電過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生PD，并伴有較強的電磁輻射和超聲波，同時(shí)，放電還會(huì )形成腐蝕性的分解物和微粒，從而加速惡化，污染附近的絕緣表面直致造成絕緣故障。

(5)微水含量

在實(shí)際設計中，GIS中的高氣壓SF6絕緣氣體添加某些少量其它氣體(如N2)有利于提高SF}的氣體介質(zhì)絕緣性能，但少量的微水混入會(huì )使SF}的絕緣性能大大下降。當溫度下降時(shí)，微水就會(huì )出現凝露，結合其它混合物附著(zhù)在固體絕緣表面，影響絕緣表面的導電性。

此外，有些影響絕緣性能的裝配錯誤在交接試驗時(shí)可能會(huì )被漏檢，比如，只做運輸途中使用的袋裝干燥劑，在組裝時(shí)卻忘了從GIS部件中取出來(lái)，交接試驗時(shí)又沒(méi)有被檢測到，它雖然不會(huì )立即引起故障，但卻對今后GIS的運行帶來(lái)隱患。