隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力事業(yè)也得到了持續(xù)高速發(fā)展，另外隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的大力推進(jìn)，土地資源的供求矛盾日趨顯著，傳統(tǒng)的敞開(kāi)式變電站己經(jīng)難以在城市電網(wǎng)中應(yīng)用，具有緊湊結(jié)構(gòu)的GIS應(yīng)運(yùn)而生，并得到廣泛應(yīng)用。由于GIS特殊的結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用初期，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為它是免維修設(shè)備，但是隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，GIS依然不可避免的存在故障。大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)做了相應(yīng)的調(diào)查，其結(jié)果表明，故障造成的損失會(huì)隨著電壓等級(jí)的提高而增大，同時(shí)其維修成本也越高，絕緣故障占比例zui高(57.3% )，機(jī)械故障次之(18.1%)、其中，導(dǎo)電微粒在整個(gè)絕緣故障中約占20%另外故障也多見(jiàn)于固體絕緣，主要是絕緣子及澆注式樹(shù)脂絕緣缺陷。

GIS設(shè)備產(chǎn)生絕緣缺陷機(jī)理復(fù)雜、原因繁多，其中常見(jiàn)的絕緣缺陷類(lèi)型是：金屬突起類(lèi)缺陷、異物及自由微粒缺陷、懸浮電位缺陷、絕緣子類(lèi)缺陷、SF6氣體混有水蒸氣等。

1. 金屬突起類(lèi)缺陷：

根據(jù)金屬尖刺位置的不同，可分為高壓導(dǎo)體尖刺和外殼尖刺，由于金屬尖刺的曲率半徑小，容易在其周?chē)纬蓮?qiáng)場(chǎng)分布，從而造成電暈放電。在工頻電壓下，金屬尖刺在電暈放電的過(guò)程中，一般會(huì)隨著放電而慢慢燒蝕鈍化，zui終放電逐漸減弱甚至消失，故此類(lèi)絕緣缺陷在工頻運(yùn)行電壓下造成內(nèi)部擊穿的概率較小，但是在快速暫態(tài)過(guò)電壓下，其造成的危害較為嚴(yán)重間。

2. 異物及自由微粒缺陷：

該類(lèi)缺陷較為常見(jiàn)，主要包括在生產(chǎn)過(guò)程中由于清掃不干凈等原因而在GIS腔體內(nèi)的金屬碎屑以及GIS開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程中產(chǎn)生的金屬碎屑。在工頻運(yùn)行電壓作用下，金屬微粒可能產(chǎn)生跳動(dòng)、移位等動(dòng)作，自由金屬顆粒在跳動(dòng)后下落的過(guò)程中，局部放電較易發(fā)生，另外還可能形成導(dǎo)電通道，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致GIS內(nèi)部擊穿。通過(guò)GIS模型內(nèi)部安置金屬顆粒來(lái)模擬GIS中外來(lái)顆粒放電情況，探索典型局部放電量的大小、放電波形特征以及影響因素等，研究結(jié)果表明:局部放電的初始電壓以及放電量與充氣壓力及金屬顆粒大小和氣壓密切相關(guān)。

3. 懸浮電位缺陷：

GIS內(nèi)部采用了大量的屏蔽電極，主要作用是改善GIS內(nèi)部的電場(chǎng)分布，使之更加均勻，在運(yùn)行初期，屏蔽電極與導(dǎo)體間的接觸一般是比較好的，但是隨著開(kāi)關(guān)動(dòng)作等引起的振動(dòng)作用，連接部位可能出現(xiàn)松動(dòng)，則會(huì)形成這種缺陷，這種缺陷下的放電比較明顯，而且超聲脈沖發(fā)生是不均勻、不連續(xù)的。

4. 絕緣子類(lèi)缺陷：

絕緣子類(lèi)缺陷一般有兩種，絕緣子內(nèi)部缺陷和絕緣子表面的贓污缺陷。絕緣子內(nèi)部缺陷主要是在生產(chǎn)過(guò)程中滲入的雜質(zhì)等原因造成的，而且這種內(nèi)部缺陷通常都比較微小，出廠時(shí)很難被檢測(cè)到，另外，由于環(huán)氧樹(shù)脂在固化階段的收縮以及環(huán)氧樹(shù)脂和電極是不同的材料，由相異的熱膨脹系數(shù)等因素zui終也可能在絕緣子內(nèi)部形成微小空隙，除此之外，由裝配誤差以及GIS運(yùn)行中的機(jī)械振動(dòng)也可能導(dǎo)致絕緣子損傷，從而產(chǎn)生氣隙及裂紋缺陷。絕緣子表面臟污缺陷主要來(lái)源于生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程，如果絕緣子表面將這些污染物吸附住，微粒附近可能引起電荷積累，長(zhǎng)期的放電會(huì)導(dǎo)致絕緣子劣化，出現(xiàn)電樹(shù)枝，從而破壞盆式絕緣子本體，zui終導(dǎo)致其損壞。文獻(xiàn)分析了GIS在運(yùn)行過(guò)程中，由于電、熱等外在因素，內(nèi)部的橡膠等有機(jī)物揮發(fā)出含S的氣體，含硫氣體與導(dǎo)桿和電連接的鍍層等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，zui終生成物是一系列的半導(dǎo)體物質(zhì)。試驗(yàn)中是通過(guò)在盆子上涂一層厚度小于1毫米的硫化銀粉狀物模擬絕緣子缺陷，研究結(jié)果表明:絕緣子表面硫化銀粉末放電信號(hào)幅值總體較小，其PRPD譜圖呈現(xiàn)出山丘狀。

5. SF6氣體混有水蒸氣：

前人的研究結(jié)果說(shuō)明：在GIS設(shè)備內(nèi)部SF6氣體混入其它少量絕緣性能強(qiáng)的氣體（如氮?dú)猓┓堑粫?huì)降低，反而會(huì)提高SF6氣體絕緣性能的作用，但混入的氣體是水蒸氣，則會(huì)造成其絕緣性能的劣化。在溫度的過(guò)程中，有可能導(dǎo)致GIS內(nèi)部的雜質(zhì)物質(zhì)存在于混在水蒸氣凝露里，當(dāng)附著在盆子表面時(shí)，肯定會(huì)影響盆式絕緣子表面的絕緣特性，造成絕緣性能的降低。