电网中以穿墙套管为代表的六氟化硫（sulfur hexafluoride,SF₆）气体绝缘设备具有占地面积小、可靠性高以及电磁环境好等突出优势,已在电网中得到广泛的应用。同时,随着特高压直流（ultra high voltage direct current,UHVDC）输电和离岸大规模海上风电输送工程的建设,直流SF₆气体绝缘设备必将拥有巨大的应用前景。与交流气体绝缘设备类似,直流设备内部也不可避免地会存在各种金属微粒,常见的金属微粒缺陷形状有线形、片形和颗粒（粉末,近球形）,并在运行中引起电场畸变进而产生有危害的局部放电（partial discharge,PD）,若得不到及时处置,有可能因PD的逐步加剧而发展为绝缘故障。基于SF₆分解组分分析原理建立的绝缘故障监测法（decomposed components analysis,简称DCA）认为SF₆在PD作用下分解生成的特征组分体积分数和产气速率等与引起PD的绝缘缺陷故障程度和类型有着密切的联系,已成为本领域研究和关注的热点,但这种故障诊断技术能否完全适用于直流设备,还需大量实验论证。因此,为完善基于DCA的直流SF₆气体绝缘设备绝缘故障监测法提供理论依据,本文将开展SF₆在金属微粒缺陷下直流PD分解特性的影响研究,为建立和完善直流SF₆气体绝缘设备绝缘缺陷故障诊断技术提供理论和实验支持。本文通过大量的SF₆高压直流PD分解实验,研究了金属微粒几何尺寸对SF₆PD分解特性的影响,据此建立了用于直流SF₆气体绝缘装备内部PD故障诊断的组分特征量,通过构建合理有效的特征量,实现对SF₆正/负极性直流PD故障程度的表征。主要结论有:（1）选取了CF₄、CO₂、SOF₂、SO₂F₂和SO₂这五种较为稳定的产物作为直流PD下SF₆分解的特征组分,利用含硫特征分解组分总分解量C_S、有效产气速率r_GMS和特征组分比值f（SOF₂+SO₂）/f（SO₂F₂）来表征SF₆正/负极性直流PD故障程度。在直流PD作用下,CF₄和CO₂的生成情况与绝缘缺陷模型是否涉及有机绝缘材料相关联,因此在金属微粒缺陷下,CF₄和CO₂的生成情况并不能良好的表征直流PD故障程度;本文重点分析的三种含硫特征分解组分（SO₂F₂、SOF₂和SO₂）的生成情况与金属微粒的几何尺寸有着明显的相关性,表现为SO₂F₂、SOF₂和SO₂和含硫特征分解组分总分解量C_S的体积分数均随PD时间成增长趋势,线形金属微粒造成的SF₆绝缘劣化程度随PD时间将高于片形和球形金属微粒,且与线形金属微粒直径成反比,与长度成正比。（2）在正/负极性直流PD作用下,三种含硫组分气体的有效产气速率r_GMS大小均表现为SOF₂>SO₂F₂>SO₂;从不同形状金属微粒条件来看,三种含硫组分气体的有效产气速率大小排序均表现为:线形微粒>片形微粒>球形微粒;三种含硫组分气体的有效产气速率大小按直径排序均表现为:0.3mm>0.4mm>0.5mm>0.6mm,按长度排序均表现为:3mm>5mm>7mm>9mm。（3）特征组分比值f（SOF₂+SO₂）/f（SO₂F₂）在正/负极性直流PD作用下,能作为有效识别金属微粒缺陷类型的重要依据。实验结果表明随着直流PD时间的发展,特征组分比值可以识别不同几何尺寸的金属微粒造成的SF₆绝缘劣化程度,其中越细越长的线形金属微粒造成的PD故障程度最严重。上述研究为完善基于DCA的直流SF₆气体绝缘设备绝缘故障监测法提供实验与理论依据,具有重要的现实意义。