當(dāng)GIS絕緣體中局部區(qū)域的電場強度達到擊穿場強時，該區(qū)域就發(fā)生放電，即局部放電。而這種絕緣系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生局部放電的機理通常可以用電子碰撞電離理論和流注放電理論來描述。

1）電子碰撞電離理論：在電場中被加速的自由電子與氣體中性分子碰撞，當(dāng)電子的動能足夠高時，就會使中性分子激發(fā)出電子，形成新的自由電子和正離子，新的自由電子和原來的自由電子在電場下繼續(xù)加速，并和其他的中性分子碰撞，又可能激發(fā)出新的自由電子。這樣自由電子數(shù)將會成倍地增長，形成電子雪崩。當(dāng)滿足自持放電條件y(e'd-1)=1時(Y為正離子引起的次級電子發(fā)射系數(shù)、a是體積電離系數(shù)、d電子運動距離)，就發(fā)生持續(xù)的局部放電。該放電過程較慢(一般為幾十個ns)，放電量較小。

2）流注放電理論：在氣隙放電中，除了電子碰撞電離外，光致電離對放電的發(fā)展起了主要作用。當(dāng)電場足夠高時，先是電子碰撞電離而形成電子雪崩，稱為初崩。在電子雪崩中，電子集中在崩頭，加強了崩頭到陽極附近的場強。正離子集中在崩尾，加強了崩尾到陰極附近的場強。在電子崩的中部近似為等離子區(qū)，該區(qū)域內(nèi)電場很弱，當(dāng)離子、電子的濃度很離時，就會產(chǎn)生復(fù)合而放出光子，光子進入電子崩的兩端高場強區(qū)中，很快就會激發(fā)中性分子電離，放出電子并產(chǎn)生二次電子雪崩。二次電子雪崩和初始電子雪崩匯合，很快擴大等離子區(qū)，當(dāng)這等離子區(qū)貫穿兩個電極時，就出現(xiàn)氣體放電。沿著狹窄的等離子通道放電，形成流注放電。由于光致電離的放電速度比電子碰撞電離的速度快，所以流注放電比單靠電子碰撞電離的放電速度要快，一般為幾個ns，且放電量較大。通過導(dǎo)電通道的形成，整個絕緣距離被擊穿。

兩種放電波形如圖所示：

氣體放電波形示意圖