GIS（Gas Insulated Substation）是氣體絕緣變電站的英文名字簡稱。在氣體絕緣變GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS由斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內部充有一定壓力的六氟化硫絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。
簡介
GIS設備自20世紀60年代實用化以來，已廣泛運行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用，而且在特高壓領域也被使用。與常規敞開式變電站相比，GIS的優點在于結構緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強、環境適應能力強，維護工作量很小，其主要部件的維修間隔不小于20年。
高壓配電裝置的型式有三種：第一種是空氣絕緣的常規配電裝置，簡稱AIS。其母線裸露直接與空氣接觸，斷路器可用瓷柱式或罐式。葛洲壩電廠采用的即是這種型式。第二種是混合式配電裝置，簡稱H－GIS。母線采用開敞式，其它均為六氟化硫絕緣開關裝置。第三種是六化硫氣體絕緣全封閉配電裝置。其英文全稱GAS—INSTULATED SWITCHGEAR，簡稱GIS。
GIS是運行可靠性高、維護工作量少、檢修周期長的高壓電氣設備，其故障率只有常規設備的20%～40%，但GIS也有其固有的缺點，由于SF6氣體的泄漏、外部水分的滲入、導電雜質的存在、絕緣子老化等因素影響，都可能導致GIS內部閃絡故障。GIS的全密封結構使故障的定位及檢修比較困難，檢修工作繁雜，事故后平均停電檢修時間比常規設備長，其停電范圍大，常涉及非故障元件多。
GIS設備的內部閃絡故障通常發生在安裝或大修后投入運行的一年內，根據統計資料，第一年設備運行的故障率為0．53次/間隔，第二年則下降到0.06次/間隔，以后趨于平穩。根據運行經驗，隔離開關和盆型絕緣子的故障率最高，分別為30%及26.6%；母線故障率為15%；電壓互感器故障率為11.66%；斷路器故障率為10%；其他元件故障率為6.74%。因此在運行的第一年里，運行人員要加強日常的巡視檢查工作，特別是對隔離開關的巡視，在巡查中主要留意六氟化硫氣體壓力的變化，是否有異常的聲音（音質特性的變化、持續時間的差異）、發熱和異常氣味、生銹等現象。如果GIS有異常情況，必須及時對有懷疑的設備進行檢測。
發展
GIS??國外生產廠家主要有ABB、東芝、三菱集團、日立制作所、西門子股份公司、阿爾斯通等，國內生產廠家有西開、沈高、平高、泰開電氣集團有限公司等。中國通過技術引進，消化吸收，已掌握500千伏GIS的設計制造技術。自主研發的1000千伏 GIS（包括核心部件滅弧室和操動機構）將完全自主設計制造。
GIS制造技術在不斷進步和發展，40多年來，各GIS生產廠家圍繞著提高經濟性和可靠性這兩個主要目標，在元件結構、組合形式、制造工藝以及使用和維護方面進行了大量研究、開發。隨著大容量單壓式六氟化硫斷路器的研制成功和氧化鋅避雷器的應用，GIS的技術性能與參數已超過常規開關設備，并且使結構大大簡化，可靠性大大提高，為GIS進一步小型化創造了十分有利的條件。
基本結構
GIS（氣體絕緣金屬封閉開關設備）采用了單相封裝的結構，其緊湊的設計減少了設備本身所占用的空間；該設備大部分模塊清晰地布置在一個水平面上；鋁合金一般被作為外殼材料，可以提高抗腐蝕性能且重量很輕；通過采用最新的結構和鑄造技術，優化了外殼的電場分布和機械性能。氣體絕緣金屬封閉開關設備也叫六氟化硫封閉式組合電器，六氟化硫（SF6）多被用作絕緣和滅弧介質，所有的模塊都通過法蘭連接，依靠O型密封圈原理來保證設備的氣密性；盆式絕緣子將間隔分隔成若干個獨立氣室，每個氣室裝備了一套獨立的氣體監測設備、防爆膜和吸附劑，氣室中固定的吸附劑可以吸收水分及SF6分。
1、斷路器
斷路器組件由三相共箱式斷路器和操動機構組成。每相滅弧室有獨立的絕緣筒封閉。滅弧室為單壓式，采用軸向同步雙向吹弧式工作原理，結構簡單，開斷能力強。
2、隔離開關和接地開關
接地開關可以配手動、電動或電動彈簧機構。手動和電動機構主要用于檢修用接地開關；電動彈簧機構用于具有開合電磁感應電流、靜電感應電流能力和需要關合短路電流的接地開關。
接地開關可用做一次接引線端子，因此，在不需要放掉六氟化硫氣體的條件下，用于檢查電流互感器的變化和測量電阻等。
隔離開關可以配手動、電動或電動彈簧機構。手動和電動機構主要用于無負載電流時分合隔離開關；電動彈簧機構用于需要切合電容電流、電感電流和母線轉換電流的隔離開關。
3、電流互感器
電流互感器是變電站的測量和保護系統的信號來源之一，此處電流互感器主要是將大電流轉換為小電流（1~5A），對設備進行測量和保護。
4、電壓互感器
電壓互感器時GIS的一種元件，主要用于電力系統的計量、電壓的測量和電壓的保護。一般安裝在母線上火進線部位。在此處主要是將高電壓轉換成低電壓（一般為110V）對GIS進行測量和保護。高欄終端GIS電壓互感器時三相共箱式結構（三個單獨的互感器裝在同一殼體里）。
5、避雷器
避雷器為氧化鋅型封閉式結構，采用六氟化硫絕緣，有垂直或水平接口，主要由罐體盆式絕緣子安裝底座及芯體等部分組成，芯體是由氧化鋅電阻片作為主要元件，它具有良好的伏安特性和較大的通容量。
6、母線
SF6氣體絕緣母線用于GIS內部間隔之間和各種元件的連接，母線可通過連續額定電流及耐受動、熱穩定電流。
7、終端元件
SF6空氣套管用于GIS架空線的連接，SF6油套管用于GIS與變壓器直連，電纜終端用于GIS與電纜的連接。
8、氣隔
GIS的每一個間隔，用不通氣的盆式絕緣子（氣隔絕緣子）劃分為若干個獨立的六氟化硫氣室，即氣隔單元。各獨立氣室在電路上彼此相通，而在氣路上則相互隔離。設置氣隔具有以下優點：
（1）可以將不同SF6氣體壓力的各電器元件分隔開；
（2）特殊要求的元件（如避雷器等）可以單獨設立一個氣隔；
（3）在檢修時可以減少停電范圍；
（4）可以減少檢查時SF6氣體的回收和充放氣工作量；
（5）有利于安裝和擴建工作。
每一個氣隔單元有一套元件，即SF6密度計、自封接頭、SF6排水管等。
其中，SF6密度計帶有SF6壓力表及報警接點。除可在密度計上直接讀出所連接的氣室的六氟化硫壓力外，還可通過引線，將報警觸電接入就地控制柜。當氣室內SF6氣壓降低時，則通過控制柜上光字牌指示燈及綜自系統報文發出“F6壓力降低”的報警信號，如壓力降至閉鎖值以下，則發閉鎖信號，同時切斷斷路器控制回路，將斷路器閉鎖。
運行原理
GIS設備是由SF6氣體作為絕緣和滅弧介質，這個是GIS設備的主要特征。整個GIS設備的工作原理如下所示：第一步：對斷路器、隔離開關、快速接地開關進行選擇控制，并在終端進行集中控制；第二步：實時監視斷路器、隔離開關、快速接地開關的工作狀態；第三步：實時監視各氣室六氟化硫氣體密度及壓力是否正常；第四步：實現本間隔內斷路器、隔離開關、快速接地開關之間的電氣聯鎖；第五步：顯示一次主接線形式及運行狀態；第六步：監視控制回路電源是否正常；第七步：集中控制，系統的各個元件都集中于就地控制柜的控制方式中。除了斷路器外，對各氣室的抽真空、充放氣、測水分等均集中在就地控制柜上進行。第八步：分散控制。SF6氣路按氣隔單元在各自的監控裝置內進行監控，每一個氣隔單元有一套元件，與就地控制柜僅有電氣信號相連。以上就是整個GIS設備的基本工作流程。
參考資料 >
GIS.VFE.2015-06-15