引起GIS內(nèi)部發(fā)生故障的原因不是單一的，GIS設(shè)備在生產(chǎn)、安裝過(guò)程中，留下一些微小的缺陷在所難免，此外在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生缺陷。如圖所示，在GIS設(shè)備中發(fā)生局部放電zui常見(jiàn)的缺陷有:嚴(yán)重裝配錯(cuò)誤、固定的突起、自由金屬微粒、導(dǎo)體間電氣接觸不良、絕緣子內(nèi)絕緣缺陷及絕緣子與電極接觸面缺陷等。各種缺陷導(dǎo)致故障的分布情況詳見(jiàn)圖。

(1) 外來(lái)異物顆粒

從圖中可以看到，外來(lái)異物和顆粒引起的故障占到20%，其中金屬性質(zhì)的微粒對(duì)SF6的絕緣狀態(tài)影響zui為嚴(yán)重。產(chǎn)生這種故障的主要原是現(xiàn)場(chǎng)安裝條件復(fù)雜，GIS設(shè)備內(nèi)部的微粒、異物很難*的清除掉，異物的產(chǎn)生原因也可能是斷路器觸頭動(dòng)作或來(lái)自于設(shè)備內(nèi)部某些物質(zhì)分解。GIS中的金屬微粒在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生移動(dòng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于特定的值，金屬微粒就可能在接地外殼和高壓導(dǎo)體之間發(fā)生跳動(dòng)，發(fā)生局部放電，更嚴(yán)重的后果是造成內(nèi)部擊穿。影響導(dǎo)體微粒的運(yùn)動(dòng)特性的因素主要有：微粒的材料、形狀等因素。

(2) 接觸不良

在GIS內(nèi)，靜電屏蔽被廣泛的應(yīng)用控制危險(xiǎn)區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)。屏蔽電極與高壓導(dǎo)體或接地導(dǎo)體間的連接常常是輕負(fù)載接觸。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，并不是所有的改變空間電場(chǎng)的金屬不見(jiàn)都會(huì)流過(guò)負(fù)荷電流。這些金屬部件常使用的是鋁制彈性的觸頭與金屬外殼或高壓導(dǎo)體進(jìn)行電連接，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，可能由于老化或松動(dòng)而發(fā)生接觸不良，形成懸浮電極。部件和導(dǎo)體之間的禍合電容決定了部件的電位，大多數(shù)懸浮電極所形成的充電電容會(huì)造成幅值在1000 pC以上的局部放電，伴隨著放電過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電、聲信號(hào)，微小的氣體間隙便會(huì)很快擊穿。多次放電不僅會(huì)造成觸頭彈簧的侵蝕，也可能會(huì)產(chǎn)生金屬微粒、氟化鋁等其它雜質(zhì)，更嚴(yán)重的會(huì)zui終導(dǎo)致GIS內(nèi)部閃絡(luò)。

(3) 金屬凸起物

金屬突起物缺陷包括高壓導(dǎo)體上和筒壁內(nèi)表面的尖刺，其中高壓導(dǎo)體上的尖刺故障約占總體故障的5%，造成這類(lèi)故障的可能原因有：加工時(shí)不良、外力破壞或安裝時(shí)的刮蹭。這類(lèi)缺陷對(duì) GIS設(shè)備運(yùn)行的危害相對(duì)小一些，但當(dāng)設(shè)備經(jīng)受過(guò)電壓等不良工況時(shí)，仍舊會(huì)存在設(shè)備擊穿的可能，這類(lèi)缺陷應(yīng)根據(jù)實(shí)際信號(hào)的幅值綜合判定。

(4) 絕緣子缺陷

絕緣子擊穿故障約占總故障10%，大多數(shù)絕緣故障是由于絕緣子空穴引起的。絕緣子表面缺陷通常是由別的類(lèi)型缺陷造成的二次損傷，如機(jī)械振動(dòng)造成的GIS裂紋、局部放電后產(chǎn)生的分解物、金屬微粒引起的故障等。

(5) 其他因素

還有11%的故障是由其他因素造成的。比如GIS設(shè)備的器件體積與重量一般較大，在運(yùn)輸、搬運(yùn)和安裝等過(guò)程中，由于機(jī)械振動(dòng)、組件的互相碰撞等外力的作用，可能使原本緊固的螺絲松動(dòng)、元件變形或損傷。另外，GIS設(shè)備裝配工作較精細(xì)、復(fù)雜，對(duì)組件連接和密封工藝的要求比常規(guī)電氣設(shè)備高，稍有疏忽就可能會(huì)造成絕緣損傷、電極錯(cuò)位等后果，這些都可能影響GIS的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

由于局部放電檢測(cè)的波形與缺陷的類(lèi)型、放電間隙幾何形狀、試驗(yàn)電壓極性、信號(hào)傳播路徑的響應(yīng)特性、測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)特性等眾多因素有關(guān)。在構(gòu)建典型缺陷時(shí)，其所要遵循的基本原則是要能夠真實(shí)反映實(shí)際GIS中存在的缺陷，即其電場(chǎng)分布要一致，即由于缺陷的存在導(dǎo)致的電場(chǎng)畸變形式要一致。