1998年，CIGRE统计了1967年至1992年国外所有GIS绝缘的故障率。这些故障率超过了GIS绝缘要求的0.1倍/（100个区间）指标[8]，并且随着电压等级的升高，绝缘故障率增加，如表1所示。 表1 GIS绝缘故障统计结果 [9] 电压等级 kV间隔 绝缘故障次数/（百年间隔年） 40.262456133410.674203351611.85501109433.9 其他电压 177341650.9 20世纪80年代初期，GIS设备已在我国部分地区投入运行。 已有20多年的历史。 与西方发达国家相比，我国在GIS和气体绝缘断路器运行状态检测方面的研究和实施较少，缺乏这方面的经验。 例如，1999年，北京一座220kV GIS变电站发生严重故障，导致该地区包括一些重要国家机关和医院在内的大面积停电，造成严重损失和广泛影响。 2.2 GIS缺陷类型分析 要深入研究GIS局部放电，首先应对缺陷进行分类，了解各类缺陷的特点、严重程度和绝缘故障率，然后对不同类型的缺陷进行分析研究，找出原因。影响绝缘失效的主要因素。 GIS内部故障主要是绝缘故障。 绝缘故障主要是由GIS内部的各种缺陷引起的。 这些缺陷使GIS内部电场扭曲，导致局部电场集中，产生局部放电。
缺陷类型包括：严重装配错误、游离导电颗粒、金属突出物、绝缘体表面和内部缺陷、导体间电气或机械接触不良、SF6气体中混入水蒸气等（图2为内部故障的主要原因） GIS 缺陷）。 图2 GIS内部故障的主要缺陷 2.3 GIS局部放电在线监测方法 GIS局部放电在线监测方法大致可分为电测法和非电测法两大类，又可分为以下五种方法： (1)脉冲电流法[10][11]：又称耦合电容法，利用附在GIS外壳上的电容电极耦合来检测局部放电引起的导体芯上的电压变化。 该方法结构简单、监测范围大、灵敏度高、定位准确、易于实现。 但在现场测试时，需要识别混有各种噪声的局部放电信号，因此该方法的使用和推广受到一定的限制； （2）超高频方法[12][13]：英国斯特拉斯克莱德大学提出的超高频（UHF）方法已成功应用于GIS生产和运行。 它是一种利用超高频信号进行局部放电监测的方法。 在UHF方法中，传感器不起到电容耦合的作用，而是接收UHF信号的天线，因此UHF方法的原理与脉冲电流方法不同。 其主要优点是灵敏度高，能够通过放电源与不同传感器之间的时间差来精确定位放电源。
对传感器的采集精度和带宽要求较高，因此成本较高； (3)超声波法[6][14]：当GIS内部产生局部放电信号时，会产生冲击振动和声音，因此可以采用在腔体外壁安装超声波传感器来测量局部放电信号。 超声波法是目前除UHF法外最成熟的局部放电监测方法。 这种方法具有良好的抗电磁干扰性能，但由于声音信号在SF6气体中的传输速率很低（约140m/s），且信号的高频部分衰减较快，因此信号的传播速率为当穿过不同介质时，信号的模式会有所不同，并且在不同材料的边界处会发生反射，因此信号模式变得复杂。 它要求操作人员具有丰富的经验或受过良好的培训。 另外，长期监测需要很多传感器，现场使用非常不方便； （4）化学监测法[12]：通过分析GIS中局部放电产生的气体物质的含量来判断局部放电的严重程度，但GIS中的吸附剂和干燥剂可能会影响化学法的测量； 断路器常开时产生的电弧产生的气体产物也会产生影响：脉冲放电产生的分解产物会被大量的SF6气体稀释，所以就局部放电监测而言，灵敏度化学方法的应用很差； 另外，该方法不能作为长期监测方法； （5）光学监测方式：光电倍增探测器甚至可以监测1个光子的发射，但由于射线被SF6气体和玻璃强烈吸收，因此存在“死点”。 这种方法对于监测已知放电源的位置比较有效，但不具备故障定位能力。 。
并且由于GIS内壁光滑造成反射的影响，灵敏度不高。 综上所述，通过对上述五种方法的比较，我们可以得出以下结论：在GIS产生的局部放电信号的监测方法中，脉冲电流法、特高频和超声波法是较为实用可行的方法。 2.4国内外GIS局部放电在线监测发展现状目前，GIS局部放电在线监测技术在国内外蓬勃发展。 无论是在硬件监测装置还是软件监测方法方面，许多专家学者都取得了很好的成果，例如：清华大学先后研制出基于UHF法的便携式局部放电检测仪和330KV GIS局部放电在线检测系统。 1995年至1997年，均采用外部传感器进行监测，实用性较强。 便于放电源的定位。 但该设备对于采集信号的分析处理还不够完善，目前正在进一步完善中。 西安交通大学电力设备电绝缘国家重点实验室于1998年研制了超宽带局部放电传感器，并用网络分析仪（HP8720C，扫描带宽20GHz）测量了其频率响应特性，证明具有良好的结果。 英国斯特拉斯克莱德大学与NGC和苏格兰电力公司联合开发了UHF监测系统。 为了防止断路器运行时的快速瞬变过电压（VFTO），监控系统应采取相应的保护，并在耦合器输出和UHF信号调理处安装钳位二极管。
系统采用在线、事故、历史三种工作模式，方便日常监控和事故发生后的情况分析。 瑞士苏黎世大学的Neuhold开发了宽带和窄带相结合的多通道、实时响应的GIS局部放电测量系统。 每个测量通道都包括一个具有自动高压瞬变保护功能的低噪声宽带传感器。 适用于GIS开发过程中的实验室测试和长期监测。 该装置可初步实现故障源的监测、定位和识别，但精度无法保证，有待进一步研究。 挪威 TransiNorAs 公司的 Schei 开发了超声波绝缘分析仪。 该装置能够对自由移动颗粒、固定颗粒和突出物以及漂浮物体引起的局部放电进行监测、定位和模式识别。 特别适合普通维护人员而非超声波专家使用。 但该装置只能识别某些类型的绝缘缺陷，并不全面。 日本大阪大学的 Kawada 于 2000 年提出了一种用于宽带电磁波（EM）动态频谱分析的小波方法。这种非接触式监测故障征兆的方法采用高斯函数生成的 Oabor 函数的实部作为母小波，对电磁波信号进行小波变换。 文章指出，小波变换后的局部放电信号可以与其他干扰波（如调频广播信号）明显区分开来，并得出以下结论：当放电量很低时，电磁波的主要部分是在高频段（120 200MHz）； 当放电量增加时，主体部分切换到低频段（20-80MHz），低频段的耐压值增加。
该方法在理论上得到了广泛的研究，但在实际应用中遇到了一些问题。 2002年，日本川田公司提出了用于监测局部放源的超宽带特高频无线电抗干扰系统（UWB VURIS）。 该系统根据在不同频率提取的两个傅立叶变换电磁信号之间的相位差来确定局部放电的程度，并计算从局部放电源发射的电磁波的方向。 该方法基于完整的硬件条件和准确的软件算法。 目前还不能完全满足精度要求，需要进一步研究。 本项目研究内容：本项目进行GIS故障诊断技术的研究。 首先，研究了GIS故障的类型及其诊断方法； 故障机理分析，包括故障原因、故障发展及趋势预测； 分析了影响故障特征的因素及故障诊断方法。 方法; 提出GIS故障诊断方案； 进行建模和仿真，并对仿真结果进行分析。 4 本阶段成果 4.1 GIS 故障类型 国际大型电网会议（CIGRE）于 1996 年对世界各地用户进行了调查，并在 1998 年会议上做了《高压 GIS 运行经验调查报告》 . 23-102。 调查结果分为6个电压等级。 这里引用了三个最重要的电压等级： Level l 100kV≤ Un
