固体绝缘材料广泛应用于气体绝缘金属封闭组合电器（GIS）的高压设备中。然而,许多固体材料在制造过程中不可避免的存在绝缘缺陷,造成局部放电。局部放电是引起绝缘材料老化、击穿的重要因素之一。由于局部放电试验样本数量少、成本高、统计规律不够准确,因此通过建立局部放电仿真模型,研究绝缘材料的局部放电特性与发展规律,有助于局部放电的检测与评估电力设备的绝缘状态和使用寿命。本文结合局部放电理论,对固体绝缘材料内部气隙缺陷放电特性进行研究。首先提取出盆式绝缘子中的气隙缺陷,建立局部放电物理模型,对仿真模型所需的各类参数进行计算与说明。采用经典的三电容模型,通过Simulink搭建气隙局部放电仿真电路,对局部放电的电压波形、脉冲电流等进行分析,并使用三电容仿真模型讨论外加电压幅值变化对局部放电的影响。其次通过MATLAB控制COMSOL Multiphysisc仿真进程模拟局部放电,建立有限元仿真模型。将微观局部放电现象与宏观物理模型相结合,使用有限元方法求解模型中电场与电势分布,在现有研究结果的基础上,根据自由电子的产生与气隙表面电荷的衰减规律,通过放电延迟时间的不同来模拟局部放电的随机性。将三电容模型与有限元模型仿真结果进行对比分析。然后采用有限元模型对不同外加电压幅值、不同外加电压频率以及不同绝缘缺陷尺寸的局部放电情况进行仿真分析。根据放电图谱对正极性放电脉冲与负极性放电脉冲的放电相位、放电重复率、放电量等表征局部放电的参数进行统计,以研究不同条件下局部放电的发展规律。仿真结果表明随着外加电压幅值、外加电压频率增加,放电次数与放电量增加。随着气隙缺陷半径增加,放电次数减少,放电量急剧增加。最后对雷电冲击电压下气隙放电特性进行仿真分析。采用傅里叶变换对雷电波进行分解,在考虑介质高频特性的基础上,通过暂态电场计算结果的叠加,得到雷电冲击电压下模型的电位分布,对放电情况进行仿真分析。与工频电压相比,雷电冲击电压作用时间短,放电次数少,最大放电量为工频电压下最大放电量的1.97倍。