當GIS內部出現絕緣缺陷時，會引起絕緣電介質局部區域電場畸變，當局部場強達到了臨界擊穿場強時，就會發生PD，產生大量電荷，在電場的作用下，電荷會發生遷移，復合、附著等效應，產生電流脈沖，同時伴隨一系列的電、熱、光、聲效應，通過檢測這些信號，就能對GIS內部的PD過程進行有效的監測。目前，根據PD產生過程中的物理現象而衍生出來的常用于PD信號檢測方法有如下5類：
①脈沖電流法
脈沖電流法(IEC60270)是由英國電氣協會提出的一種被廣泛應用于PD檢測的方法。原理圖如圖所示，圖中的Zr為保護阻抗，Cx為試品等效電容，Ck為耦合電容，Zm為檢測阻抗。當發生PD時，試品Cx兩端會產生一個瞬變電壓ΔU，ΔU經過Ck耦合到Zm上，并在回路中產生脈沖電流I，脈沖電流I在Zm產生的脈沖電壓降ΔUout，采集脈沖電壓ΔUout，并進行放大和顯示等處理，就可測量PD信號。IEC60270主要檢測的是PD信號中數kHz至數百kHz(至多數MHz )的較低頻段部分的信號。為避免低頻干擾，該檢測法一般配有脈沖峰值表指示脈沖峰值，在示波器上顯示脈沖幅值、相位和個數。IEC60270增益很大，靈敏度較高，且可對PD信號進行放電量的定量，定量精度可達2pC，己被IEC60270推薦為檢測PD的標準方法。但是，IEC60270是很容易受外界環境干擾，特別是變電站內存在強烈的電磁干擾和地網電流的影響；其檢測靈敏度受到耦合電容與缺陷等值電容比值的影響，且無法對PD源位置進行定位；同時，由于脈沖電流法檢測電路與高壓電路存在電氣連接，存在安全隱患，加之GIS設備固有的多點接地使得PD脈沖電流分流，致使在接地線上獲取的PD脈沖電流信號的信噪比很低，難以在現場實現PD的準確檢測與識別，更無法實現在線監測。IEC60270是采用電容傳感器檢測PD的視在放電量，雖然這種方法在PD源未知的情況下，可以很好的測量其放電量，但是，測量得到的視在放電量很少與真正的絕緣缺陷下PD電流脈沖密切相關的。因此，它不適用于工程現場GIS特別是大型GIS設備的PD在線監測，但可以作為一種的輔助檢測手段，可用于實驗室科學研究中對PD進行定量檢測。②特高頻法
非周期變化的電流會產生變化的磁場。當發生PD時，劇烈變化的電流脈沖激發變化的磁場，并透過盆式絕緣子向外輻射電磁波。由于電流脈沖上升沿陡，持續時間短，其激發的電磁波頻率成分豐富，可達數GHz，而GIS是一個良好同軸波導結構，高頻電磁波（300-3000MHz）在其內部可有效地傳播。因此，通過在GIS內或外安裝高頻傳感器，可以檢測由PD電流脈沖激發的電磁波信號，進而實現PD的檢測。這種方法稱為特高頻法。
UHF法的優點是：靈敏度高，其檢測頻段為300-3000MHz，避免了現場環境中的大多數電磁干擾，抗干擾能力強；通過在GIS的多個部位安裝UHF傳感器，提取各傳感器采集的信號的時間差特征，可實現PD源的定位，而且由于UHF信號的上升沿陡，PD起始時刻區分度高，定位精度更高；其次通過提取UHF PD信號特征還能對故障類型和故障嚴重程度進行診斷。但是，雖然國內外針對采用UHF法進行放電量的標定開展了一些研究，其沒有解決放電量的標定問題。UHF信號在GIS內會出現折反射，信號能量容易衰減，折反射還會是原始PD電磁波新號波形畸變，難以獲得PD準確原始波形特征。③超聲波法
GIS內部發生PD時，局部的氣體絕緣介質擊穿，由于放電過程中氣體分子相互碰撞產生超聲波脈沖。研究表明：GIS設備內部PD超聲波信號的頻率為20-250kHz，且不同的環境條件、絕緣狀況和缺陷類型下產生的PD超聲波信號頻譜不同，因此可以采用超聲傳感器采集PD信號并用于絕緣缺陷類型的識別，另外，與UHF傳感器相同，可以根據超聲信號的幅值大小和傳播產生時間差來實現PD源的定位。
超聲波信號可以在固、液和氣體三相介質中傳播，因此其不需要在GIS內預裝，可以直接安裝在GIS外殼，在現場應用中可以采用手持方式沿GIS移動，來逐點找到PD源，因此在在定位方面，其操作性比UHF法更加靈活，更方便于運行檢修人員對設備的維護，是GIS內PD檢測中應用泛的一種檢測方法。但是，GIS內PD超聲信號本身較弱，在GIS內傳播過程中由于氣體分子碰撞產生能量交換和固體介質中超聲波能量轉變成熱能等影響，超聲信號衰減嚴重，導致其檢測靈敏度不高。同樣，超聲波檢測法也不能實現PD放電量的定量。④光學檢測法
在PD過程中，由于粒子電離和復合作用，以及原子能級躍遷，會向外輻射光信號，根據輻射的光信號的波段，發展出了紅外、紫外和可見光PD檢測法，其中GIS中SF6氣體中PD產生光信號的光譜范圍大致在460-550nm之間，即主要為可見光。光學檢測法基本原理是采用光學傳感器接收PD產生的光信號，通過光電轉換器把光信號轉換為容易進行分析處理的電信號，然后將電信號進行放大、輸出、存儲和處理。
光測法檢測的是光信號，不受現場強電磁干擾的影響，其抗干擾能力是以上方法的，并且可以實時對GIS PD進行檢測。但是，由于光信號的透射性差，對于GIS這種封閉式結構設備，不能用于GIS體外檢測，而必須安裝在GIS內部；SF6氣體對光信號一定的吸收作用，其檢測靈敏度受傳感器和PD源的相對位置影響，而且光測法存在檢測死角，對于沒有暴露在檢測視角內的絕緣缺陷，無法進行有效的PD檢測。目前，光纖傳感技術檢測GIS設備內部PD尚處于實驗室研究階段。
⑤氣體檢測法
純凈的SF6氣體化學性質非常穩定，但是在PD作用下，SF6分子會分解成低硫化物，當GIS氣室內存在水分和氧氣時，這些低硫化物除了一部分會復合成SF6外，另一部分會進一步與水分子和氧氣分子反應，生成一系列的分解產物。大量研究表明：在PD作用下，SF6會分解生成SO2F2，SOF2，CF4，H2S，SO2，SOF4，CH4和CO2等特征組分氣體，通過采用氣相色譜儀和氣相質譜儀等氣體分析儀對SF6在PD下的分解組分進行分析，就可以對GIS內部PD進行監測。由于不同缺陷下PD產生特征氣體的含量、產氣速率等特征不同，通過分析特征組分的產氣規律，可以識別絕緣缺陷類型。
目前氣體分析儀的分析精度較高，達到了ppm級，而且不受電磁干擾影響，通過定期檢測可以掌握GIS的絕緣狀況。完整的GIS是有許多個結構單元組合而成，各單元之間通過盆式絕緣子隔離，通過分析各氣室樣氣可定位故障氣室。但是由于氣體檢測法是一種離線檢測法，而且樣氣經常要拿到實驗室進行分析，因此，從發生PD到分析出具體氣體成分，時間周期長，實時性差，不適應于在線監測。另外，在分析儀器標定時，由于SF6分解組分多為不常見氣體，缺乏相應的行業一級和和二級氣體標準物質，各行業部門還都是采用各自配置的氣體標準物質進行標定，氣體分析法分析結果的準確性存在一定的不可靠性，有時可能出現矛盾的結果。總之，氣體分析法現在還處于起步階段，現場廣泛應用還有一定的難度。
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