气体绝缘组合设备（GIS等）由于具有受电磁辐射干扰小、可靠性高、检修周期长等一系列优势,在现代高压、超/特高压电网系统中得到广泛使用,并成为构建现代城市供电系统的重要设备。然而,由于这些气体绝缘设备在制造、安装或运维等过程中产生的失当操作,其内部出现各种难以察觉的绝缘缺陷,发展至后期缺陷在强电场作用下便会诱发火花放电故障,而火花放电故障又伴随局部高温。在局部强电磁能和高温联合作用下,将导致金属严重烧蚀、固体绝缘材料汽化、SF₆气体绝缘介质大量分解等。因此,火花放电就像绝缘设备内部潜在的“恶性肿瘤”,若不及时辨识并排除,将会对电网运行产生极大威胁。而目前,国内外针对绝缘设备内部的故障类型进行准确区分及定位以实现在线检测和诊断。研究表明设备中SF₆气体的火花放电分解特性能较为直观地反映火花放电故障的危险程度。然而设备内的气体杂质（微量水分、氧气含量）及其工作气压是显著影响SF₆气体火花放电分解过程的三大关键性因素,它们将导致基于SF₆分解气体组分分析法的故障监测系统识别率显著降低,甚至严重失效。因此,本文针对上述关键影响因素对SF₆火花放电分解过程及影响规律开展研究,所开展的工作及研究成果如下:（1）在所研制的SF₆火花放电故障模拟试验平台上进行大量实验,获取了不同配比浓度的SF₆/H₂O、SF₆/O₂混合气体的火花放电分解特性及其变化规律,并研究了气压对SF₆火花放电分解的作用机制。根据所得SF₆分解产物形成规律,确定了表征SF₆火花放电故障危险程度及状态且不受气室环境因素干扰的主要特征产物。研究表明:微水含量增多对分解产物SOF₂、SO₂F₂、SO₂、SOF₄和CO₂产量均有不同程度的促进作用,微O₂含量的提高对SO₂F₂、SO₂、SOF₄和CO₂产量仍有一定促进作用,SOF₂产量近乎不变,SO₂产量随之有所下降;各分解特征产物的生成量随气压的提高而逐渐减少;本文实验中所检测到的CF₄十分微量,其产气量均随微水、氧含量及气压提高均有所下降。（2）基于SF₆火花放电分解特性,结合XPS（X-ray photoelectron spectroscopy）固体分析方法对火花放电模拟故障后金属电极表层材料的元素相对含量、种类和化合物价态等进行分析,进而揭示SF₆火花放电分解产物的形成历程及途径。研究表明:当微水较为充裕时,表层材料中检测到Al₂（SO₄）₃、Al₂（SO₃）₃和AlF₃;而当微氧含量较多时,表层材料中Al的主要存在形式为Al₂O₃和AlF₃,S主要以金属硫化物形式出现,即火花放电故障下可能形成了游离态S*或S单质。固体生成物的碳元素相对含量锐减,说明CO₂和CF₄中的碳元素主要自于故障物理模拟缺陷的金属表面。又依据分解特性可知,CO₂和SOF₄中的氧元素源于气室中氧气杂质,SOF₂、SO₂和SO₂F₂的氧元素主要源于气室中水分杂质。（3）基于SF₆火花放电故障下的气体分解特性及固体物质形成规律,依据现有反映局部放电属性的特征量,构建能表征火花放电故障危险程度及属性的三类化学特征参量—SF₆火花放电分解总量、有效均方速率及组分产量比值（共10个）,分别阐述了它们的物理意义,并研究了微水、微氧含量及气压对三类组分特征量的影响。研究显示:随着气室中微水、氧含量的提高,SF₆火花放电分解总量和特征组分（CF₄除外）的有效均方速率均以不同形式明显增大,而气压的提高则抑制了SF₆分解总量和特征组分的有效均方速率;组分产量比值随着微水、氧含量提高而逐渐下降,与之相反,随气压的增大呈明显增长趋势,在用于现场初步检测评判火花放电故障时需要特征量进行校正。（4）采用微观化学理论阐明了微水、氧对SF₆气体火花放电分解产物的作用机制,指出能够表征火花放电故障危险程度及发展趋势且不受绝缘气体设备腔体容积所影响的关键特征量—分解组分产量比值φ（SOF₂+SO₂）/φ（SO₂F₂+SOF₄）和φ（CF₄+CO₂）/φ（SOF₄+SO₂F₂+SOF₂+SO₂）与气室中微量水分和氧气含量之间存在幂函数形式的关联关系;基于碰撞解离理论建立了气压值与组分产量比值之间的指数函数关联模型,并进一步通过偏相关系数计算和重复试验数据对微水、氧和气压校正模型的合理性和有效性进行验证。