气体绝缘金属封闭开关设备(GasInsulatedSwitchgear，)简称GIS，是指全部或部分地采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、避雷器、互感器、套管或电缆终端，以及母线等元件相互直接联结在一起而构成，而且只能在这种方式下运行。GIS的断路器一般由液压、气动、弹簧机构操作，隔离开关和接地开关一般由气动、手动、电动或电动弹簧机构操作。GIS在输电线路中起着控制和保护作用，它是最重要的输配电设备之一。GIS具有体积小，占地面积少，易于安装建设，不受外界环境影响，运行安全可靠，配置灵活，维护简单，检修周期长等特点，已逐步取代空气和少油产品，在72.5kV及以上电网中运行，特别是在水电站和城网变电站中的应用越来越广泛。GIS也成为超高压输变电设备的首选。随着城市建设规模和速度的不断加大及铁路发展需要，在中压领域，GIS也正在得到实际应用。
从1965年世界第一台SF6气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)投运以来，GIS已广泛应用到72.5~800kV电压等级的电力系统中，GIS技术得到了很大发展。为满足电力系统的发展需要，GIS的性能不断进行着改进和优化。随着SF6断路器开断容量增大，GIS在参数水平上也不断提高。已做到800kVGIS产品实际运行和1100kVGIS的试运行;SF6断路器已从多断口改为双断口或单断口。在126kV~363kV级已采用单断口，在550kV级采用了单断口或双断口，减少了零件数，增加了可靠性;灭弧室从压缩空气式到SF6双压式再到单压式再改进为自能式，减小了操作功，使弹簧操动机构广泛应用成为可能。在126kV~252kV级产品上，广泛应用了弹簧操动机构，在363kV以上产品上，结合弹簧操动机构，已有了弹簧液压机构;这也使GIS迈向小型化和智能化方向。日本新近开发出只有0.9m3体积的超小型66/77kVGIS。氧化锌避雷器的使用，大大降低了GIS的绝缘水平，提高了可靠性。开发特高压的技术，如绝缘技术和通电技术，已应用到较低电压等级的产品上，使GIS的小型化和可靠性进一步提高。开始采用光电流互感器和光电压互感器，以及新型传感器取代传统的继电器和辅助开关及电磁互感器。全三相共箱或母线三相共箱应用在较低电压等级上。三工位隔离开关代替隔离开关和接地开关。复合绝缘套管代替瓷套管等。这些都使GIS进一步小型化和进一步提高了可靠性。最近环保问题成为焦点，替代SF6气体的混合气体的研究将会在不久的将来有所突破。
GIS按结构分有以下几种：
(1)分相式。主回路分别装在独立的金属圆筒外壳内，有环氧树脂浇注绝缘子支撑，内充SF6气体。制造容易，不会发生相间故障;但体积较大，外壳材料消耗多，密封面多。
(2)主母线三相共筒。仅三相主母线共用一个外壳，利用绝缘子将三相母线均匀支撑在圆筒内，其他元件均为分相结构。这样可以缩小GIS的占地面积，结构相对简单，容易实现。
(3)全三相共筒。每个元件的三相集中安装于一个园筒外壳内，用环氧浇注件支撑和隔离，外壳数量少，外形尺寸小，密封环节少，外壳电流小，但相间相互影响大。
(4)复合式或称混合式。将元件功能复合化，在同一圆筒外壳内同时装入具有几个功能的复合元件，结构进一步简化，尺寸更小。
(5)箱式。将整个间隔元件集中于一矩形箱内，充入略高于大气压的SF6气体绝缘，空间利用率高，安装使用方便。
箱式的GIS(上述第5种结构形式)称为C-GIS。因为密封壳体为方箱型，充气压力不能太大，多为10～35kV产品采用。把GIS的SF6的绝缘技术、密封技术与空气绝缘的开关柜制造技术有机地相结合，将各高压元件设置在箱形密封容器内，使之充入较低压力的绝缘气体，利用现代加工手段而制成的成套系列化中压开关柜产品。
定义：(柜)箱式气体绝缘金属封闭开关设备，CubicletypeGasInsulatedSwitchgear)(国际上简称C-GIS或也有称GIS，是一种用于10～35kV或更高电压输配电系统以接受或分配电能并能对电力系统正常运行和故障情况下实行控制、保护、测量、监视、通讯等功能的新型开关设备。
通常俗称的充气柜往往指的是C-GIS与充气环网柜的统称。C-GIS以主开关以断路器为主体，充气环网柜主开关以负荷开关为主体。
其他几种(第1种到第4种)结构形式的GIS以前也有10～35kV产品，现逐渐退出市场。因为将GIS技术与开关柜技术相结合生产的C-GIS(第5种结构形式)更具有竞争力，且逐渐形成了开关柜的一个重要分支。随着技术继续发展，又对这种形式(箱或柜式)的开关柜结构、工艺进行简化，配用以负荷开关为主体的主开关，形成了充气环网柜。充气环网柜使用中容量、功能有时又发现不够，又配以主开关为断路器的柜型。
返回顶部