一、背景：隐蔽的GIS放电隐患
在超高压输电系统中，气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）以其体积小、可靠性高、抗干扰强等优点，已成为电网中不可或缺的关键设备。然而，近年来在运维过程中发现，即使通过了工频耐压和局放出厂试验的GIS设备，仍可能在运行不久后出现绝缘故障。这一问题的根源之一，就是内部悬浮缺陷（floating defect）引发的局部放电。
在GIS运行时，设备不仅承受高电压，还承受强电流的同时作用。传统单一电压试验未能真实反映这种工况，导致部分潜在缺陷未被激发，从而埋下了隐患。
二、研究思路：从“单电压”走向“电压+电流”联合升压
基于330kV GIS实验平台，搭建了与实物设备结构尺寸一致的测试系统（见图1），并通过模拟悬浮金属尖端缺陷（图2），研究了在单纯升压模式与电压+电流联合升压模式下的局放特性变化。
研究采用了脉冲电流法、特高频（UHF）法、超声波法三种常用检测手段同步采集局放信号（图3），以保证数据的全面性与准确性。
三、实验发现：电流让局放“更真实”
实验结果揭示了一个关键结论：
电压与电流协同作用能显著提高悬浮缺陷的放电起始电压（PDIV）与表观放电量。
具体表现如下：
- 在单电压模式下，悬浮缺陷的平均起始电压约为35.86kV，表观放电量约1234pC；
- 当叠加额定电流（最高达3000A）后，PDIV明显上升，放电信号更强、超声波幅值更大（见图4、图6）；
- 随着电流持续时间延长，PDIV进一步升高，表观放电量也同步增加（图5）。
这些现象表明，电流的存在可刺激GIS内部的“悬浮金属体”更加剧烈地振荡与放电，从而暴露出传统耐压试验难以发现的缺陷。
四、关键结论：联合试验，让隐患无处遁形
该研究首次系统地比较了传统升压模式与电压+电流联合升压模式下的局放特性，得出以下三点结论：
- 电流能显著提高PDIV与放电强度，延长作用时间后效果更明显；
- 在相同电压下，联合模式下的放电量普遍高于单电压模式，能更早暴露潜在风险；
- 电流对超声信号增强明显，有助于现场UHF与超声检测灵敏度提升。
五、工程意义：为现场检测提供新方向
随着电网电压等级与负荷的持续提升，GIS设备的绝缘可靠性直接关系到供电安全。该研究成果为今后现场联合升压局放试验提供了实验依据，建议在新设备投运前，考虑引入电压与电流协同加压测试，以更加接近真实运行状态，提前发现潜在隐患。
未来，这一方法有望推广到变电站及电缆系统的在线监测中，与特高频、超声波、红外测温等技术结合，为电力设备健康管理提供更科学的支撑。
