GIS典型的局部放电特征多种多样,对与导致局部放电的原因进行分析我们可以找到多种放电缺陷,对此我们将GIS典型局放缺陷进行简单归类介绍如下,大致上可分为8类:
(1)GIS气室内存在自由移动的金属微粒
自由金属顆粒的外形有粉末状或尺寸较大金属顆粒(如螺丝钉)等,那些可以在外电场强度的影响下感应自由电荷并得到足够的磁场强度能量,进而在电场力的影响下进行活动,如果磁场强度足够强,自由金属顆粒得到的能量足够大,就极有可能性穿过外壳和高压导体之间的空隙或移动到绝缘有损伤的部位。自由金属顆粒活动的水平既取决于金属颗粒物的材质和外形,又取决于外磁场强度的强度和影响时长等要素。自由金属顆粒的活动可以大幅度减少SF6气体的损伤水平,当金属顆粒活动到绝缘子的表层时,也会促使表层部分磁场强度集中,进而大幅度降低绝缘子表层的闪络电压。因此自由金属顆粒形成的GIS损伤故障可以分成金属顆粒在绝缘子表层活动形成的绝缘子沿面放电而导致的闪络和SF6气体介质击穿。固体物质的沿面闪络工作电压远远达不到SF6汽体的击穿场强,导体和绝缘体表面的随意金属粒子非常容易形成GIS机器设备的损害安全事故,不良影响更大。那些金属颗粒在磁场强度的影响下形成放电,并随处不可预测性的移动。只在形成燃烧气化后形成其他金属化合物后沉降在罐体内某处。一般来说在进行交流耐压试验的时候,可将体积小的金属颗粒清除,体积大的颗粒依旧砖留在罐体中。
(2) GIS壳体或高压导体上存在针尖状突出物
金属突出物缺陷一般来说是在加工厂或实地组装环节中形成的,有可能性是导体或外壳表层没有处理光洁,也会有可能性是组装环节中金属碰撞所形成的。在稳定的交流电压下,尖刺周围的高压导电体附近形成六氟化硫损伤气体较高磁场强度,当局部磁场强度达到六氟化硫气体的起晕磁场强度时则形成电晕放电。只不过,在电极其他部位的磁场强度依旧达不到击穿场强,这类放电只形成在部分范围而没有贯穿整个电极之间,因此那些高磁场强度区所形成的电晕有时候看起来比较稳定,一般来说不会形成SF6气体的击穿。只不过在迅速暂态过程情况下,例如在雷电过电压或操作过电压(尤其是迅速暂态过程过电压)下,通常会引起损伤故障。只不过,目前随着GIS设备生产制造工艺和实地组装工艺的日趋完善,设备投入使用时存在金属突出物缺陷的概率大幅度降低,小的针尖状突出物亦可在交流耐压试验的老炼环节清除。
(3) GIS气室内绝缘子表面上存在固定金属微粒
GIS设备在生产、装配、运输以及开关动作等环节难以避免在设备内部产生一些金属颗粒物,金属颗粒物随机运动其中有部分会吸附在绝缘子表面,这部分绝缘子通常会向场强低的区域移动从而不会发生局放;但是有些情况,当绝缘子表面存在油污将金属颗粒物黏住或者在开关动作产生高温的金属粒子烧熔在绝缘子表面时,金属颗粒会产期固定在绝缘表面,从而会导致局部场强集中,大大降低了绝缘子表面的闪络电压,最后形成局部放电,严重的话还会引发绝缘事故。
(4) GIS气室内高压导体附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好
GIS内部用以改善危险区域的电场分布的屏蔽电极与高压或者接地导体间的电气连接一般采用轻负载接触,然而,一些连接部件在前期虽然接触良好,但随着开关操作所产生的机械振动会导致移位或随着时间老化、劣化,都有可能造成屏蔽罩松动、固定底座用的螺栓松动,从而出现悬浮电位。同时,静电屏蔽体或导体连接点机械的不良接触又会加剧因静电力引起的机械振动,从而进一步导致接触不良,最终出现电极电位浮动。对于大多数电位浮动的电极,所形成的等效电容在充电或放电过程中会产生局部放电,并以各种能量形式往外释放。