当GIS内部出现绝缘缺陷时，会引起绝缘电介质局部区域电场畸变，当局部场强达到了临界击穿场强时，就会发生PD，产生大量电荷，在电场的作用下，电荷会发生迁移，复合、附着等效应，产生电流脉冲，同时伴随一系列的电、热、光、声效应，通过检测这些信号，就能对GIS内部的PD过程进行有效的监测。目前，根据PD产生过程中的物理现象而衍生出来的常用于PD信号检测方法有如下5类：
①脉冲电流法
脉冲电流法(IEC60270)是由英国电气协会提出的一种被广泛应用于PD检测的方法。原理图如图所示，图中的Zr为保护阻抗，Cx为试品等效电容，Ck为耦合电容，Zm为检测阻抗。当发生PD时，试品Cx两端会产生一个瞬变电压ΔU，ΔU经过Ck耦合到Zm上，并在回路中产生脉冲电流I，脉冲电流I在Zm产生的脉冲电压降ΔUout ，采集脉冲电压ΔUout ，并进行放大和显示等处理，就可测量PD信号。
②特高频法
非周期变化的电流会产生变化的磁场。当发生PD时，剧烈变化的电流脉冲激发变化的磁场，并透过盆式绝缘子向外辐射电磁波。由于电流脉冲上升沿陡，持续时间短，其激发的电磁波频率成分丰富，最高可达数GHz，而GIS是一个良好同轴波导结构，高频电磁波（300-3000MHz）在其内部可有效地传播。因此，通过在GIS内或外安装高频传感器，可以检测由PD电流脉冲激发的电磁波信号，进而实现PD的检测。这种方法称为特高频法。UHF法的优点是：灵敏度高，其检测频段为300-3000MHz，避免了现场环境中的大多数电磁干扰，抗干扰能力强；通过在GIS的多个部位安装UHF传感器，提取各传感器采集的信号的时间差特征，可实现PD源的定位，而且由于UHF信号的上升沿陡，PD起始时刻区分度高，定位精度更高；其次通过提取UHF PD信号特征还能对故障类型和故障严重程度进行诊断。但是，虽然国内外针对采用UHF法进行放电量的标定开展了一些研究，其没有完全解决放电量的标定问题。UHF信号在GIS内会出现折反射，信号能量容易衰减，折反射还会是原始PD电磁波新号波形畸变，难以获得PD准确原始波形特征。
③超声波法
GIS内部发生PD时，局部的气体绝缘介质击穿，由于放电过程中气体分子相互碰撞产生超声波脉冲。研究表明：GIS设备内部PD超声波信号的频率为20-250kHz，且不同的环境条件、绝缘状况和缺陷类型下产生的PD超声波信号频谱不同，因此可以采用超声传感器采集PD信号并用于绝缘缺陷类型的识别，另外，与UHF传感器相同，可以根据超声信号的幅值大小和传播产生时间差来实现PD源的定位。超声波信号可以在固、液和气体三相介质中传播，因此其不需要在GIS内预装，可以直接安装在GIS外壳，在现场应用中可以采用手持方式沿GIS移动，来逐点找到PD源，因此在在定位方面，其操作性比UHF法更加灵活，更方便于运行检修人员对设备的维护，是GIS内PD检测中应用最广泛的一种检测方法。但是，GIS内PD超声信号本身较弱，在GIS内传播过程中由于气体分子碰撞产生能量交换和固体介质中超声波能量转变成热能等影响，超声信号衰减严重，导致其检测灵敏度不高。同样，超声波检测法也不能实现PD放电量的定量。
④光学检测法
在PD过程中，由于粒子电离和复合作用，以及原子能级跃迁，会向外辐射光信号，根据辐射的光信号的波段，发展出了红外、紫外和可见光PD检测法，其中GIS中SF6气体中PD产生光信号的光谱范围大致在460-550nm之间，即主要为可见光。光学检测法基本原理是采用光学传感器接收PD产生的光信号，通过光电转换器把光信号转换为容易进行分析处理的电信号，然后将电信号进行放大、输出、存储和处理。光测法检测的是光信号，不受现场强电磁干扰的影响，其抗干扰能力是以上方法难以比拟的，并且可以实时对GIS PD进行检测。但是，由于光信号的透射性差，对于GIS这种封闭式结构设备，不能用于GIS体外检测，而必须安装在GIS内部；SF6气体对光信号一定的吸收作用，其检测灵敏度受传感器和PD源的相对位置影响，而且光测法存在检测死角，对于没有暴露在检测视角内的绝缘缺陷，无法进行有效的PD检测。目前，光纤传感技术检测GIS设备内部PD尚处于实验室研究阶段。
⑤气体检测法
纯净的SF6气体化学性质非常稳定，但是在PD作用下，SF6分子会分解成低硫化物，当GIS气室内存在水分和氧气时，这些低硫化物除了一部分会复合成SF6外，另一部分会进一步与水分子和氧气分子反应，生成一系列的分解产物。大量研究表明：在PD作用下，SF6会分解生成SO2F2，SOF2，CF4，H2S，SO2，SOF4，CH4和CO2等特征组分气体，通过采用气相色谱仪和气相质谱仪等气体分析仪对SF6在PD下的分解组分进行分析，就可以对GIS内部PD进行监测。由于不同缺陷下PD产生特征气体的含量、产气速率等特征不同，通过分析特征组分的产气规律，可以识别绝缘缺陷类型。目前气体分析仪的分析精度较高，达到了ppm级，而且不受电磁干扰影响，通过定期检测可以掌握GIS的绝缘状况。完整的GIS是有许多个结构单元组合而成，各单元之间通过盆式绝缘子隔离，通过分析各气室样气可定位故障气室。但是由于气体检测法是一种离线检测法，而且样气经常要拿到实验室进行分析，因此，从发生PD到分析出具体气体成分，时间周期长，实时性差，不适应于在线监测。另外，在分析仪器标定时，由于SF6分解组分多为不常见气体，缺乏相应的行业一级和和二级气体标准物质，各行业部门还都是采用各自配置的气体标准物质进行标定，气体分析法分析结果的准确性存在一定的不可靠性，有时可能出现矛盾的结果。总之，气体分析法现在还处于起步阶段，现场广泛应用还有一定的难度。
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