气体绝缘组合式开关电器简称GIS（Gas-insulated switch gear）,设备拥有占地面积小,可靠性高等诸多优点,在电力系统中被广泛应用。由于GIS是全封闭组合电力设备,内部结构复杂精密,运输颠簸、操作不当等原因极易导致设备内部产生绝缘缺陷,引发局部放电。近年来国内外运行经验表明,GIS内部局部放电严重影响GIS的可靠性,从而进一步影响整个电力系统的稳定运行。因此,研究GIS内部缺陷的放电特性对保证GIS安全、可靠运行具有重要的意义。本文主要研究内容如下:首先,基于放电实验对126k V GIS设备典型缺陷模型放电行为进行了研究,根据实验平台建立了静电场分析模型。分析缺陷的临界电晕起始电压与间隙距离的关系,利用有限元仿真在静电场求解缺陷场强。针对尖端缺陷提出通过临界起晕场强这一标准来判断是否放电,并通过实验验证了这一标准的正确性。并通过计算电场不均匀系数将放电研究由特殊推广到一般,分析了不同尺寸不同间距缺陷的放电行为。还讨论了各种缺陷的放电性质,为下文是否能以等离子体分析做出铺垫。随后,为深入研究放电的微观机理,本文对SF6气体放电理论进行了研究,确立一组反应式来研究复杂的气体放电行为,简化仿真模型的同时保留二次电子发射行为。考虑放电过程中产生的光电离等对放电过程的影响,在前人研究的“圆盘电离”基础上参考放电实验,增加电离影响项使得仿真更加贴合实际放电,为下文仿真分析铺垫。最后,采用COMSOL有限元仿真软件中的等离子体模块放电模型,建立了符合实验平台的电晕放电模型,对SF6放电过程中微观粒子数量时间、空间分布变化,进行了仿真模拟,并通过实验测量放电电压验证了该仿真模型的正确性。通过仿真得到如下结论:放电从无到有的产生过程十分迅速,外施电压在接近临界起晕电压时粒子数密度就已经出现了变化,完全放电时粒子的数密度可达到初始密度的10~5倍以上,放电行为主要集中在曲率大的圆弧处以及尖端头部。电晕放电的产生依赖场强,远离电极区域的场强达不到临界起晕场强,因此放电只在缺陷周围产生。考虑到极性效应,文章还对不同极性对于放电过程的影响进行仿真,结合实验验证仿真的正确性,并从理论上分析导致正负起晕电压不同这一现象的微观原因。