氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GasInsulatedSwitchgear，)簡稱GIS，是指全部或部分地采用氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。它是由斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、互感器、套管或電纜終端，以及母線等元件相互直接聯(lián)結(jié)在一起而構(gòu)成，而且只能在這種方式下運(yùn)行。GIS的斷路器一般由液壓、氣動、彈簧機(jī)構(gòu)操作，隔離開關(guān)和接地開關(guān)一般由氣動、手動、電動或電動彈簧機(jī)構(gòu)操作。GIS在輸電線路中起著控制和保護(hù)作用，它是最重要的輸配電設(shè)備之一。GIS具有體積小，占地面積少，易于安裝建設(shè)，不受外界環(huán)境影響，運(yùn)行安全可靠，配置靈活，維護(hù)簡單，檢修周期長等特點(diǎn)，已逐步取代空氣和少油產(chǎn)品，在72.5kV及以上電網(wǎng)中運(yùn)行，特別是在水電站和城網(wǎng)變電站中的應(yīng)用越來越廣泛。GIS也成為超高壓輸變電設(shè)備的首選。隨著城市建設(shè)規(guī)模和速度的不斷加大及鐵路發(fā)展需要，在中壓領(lǐng)域，GIS也正在得到實(shí)際應(yīng)用。

    從1965年世界第一臺SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)投運(yùn)以來，GIS已廣泛應(yīng)用到72.5~800kV電壓等級的電力系統(tǒng)中，GIS技術(shù)得到了很大發(fā)展。為滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展需要，GIS的性能不斷進(jìn)行著改進(jìn)和優(yōu)化。隨著SF6斷路器開斷容量增大，GIS在參數(shù)水平上也不斷提高。已做到800kVGIS產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行和1100kVGIS的試運(yùn)行;SF6斷路器已從多斷口改為雙斷口或單斷口。在126kV~363kV級已采用單斷口，在550kV級采用了單斷口或雙斷口，減少了零件數(shù)，增加了可靠性;滅弧室從壓縮空氣式到SF6雙壓式再到單壓式再改進(jìn)為自能式，減小了操作功，使彈簧操動機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用成為可能。在126kV~252kV級產(chǎn)品上，廣泛應(yīng)用了彈簧操動機(jī)構(gòu)，在363kV以上產(chǎn)品上，結(jié)合彈簧操動機(jī)構(gòu)，已有了彈簧液壓機(jī)構(gòu);這也使GIS邁向小型化和智能化方向。日本新近開發(fā)出只有0.9m3體積的超小型66/77kVGIS。氧化鋅避雷器的使用，大大降低了GIS的絕緣水平，提高了可靠性。開發(fā)特高壓的技術(shù)，如絕緣技術(shù)和通電技術(shù)，已應(yīng)用到較低電壓等級的產(chǎn)品上，使GIS的小型化和可靠性進(jìn)一步提高。開始采用光電流互感器和光電壓互感器，以及新型傳感器取代傳統(tǒng)的繼電器和輔助開關(guān)及電磁互感器。全三相共箱或母線三相共箱應(yīng)用在較低電壓等級上。三工位隔離開關(guān)代替隔離開關(guān)和接地開關(guān)。復(fù)合絕緣套管代替瓷套管等。這些都使GIS進(jìn)一步小型化和進(jìn)一步提高了可靠性。最近環(huán)保問題成為焦點(diǎn)，替代SF6氣體的混合氣體的研究將會在不久的將來有所突破。

    GIS按結(jié)構(gòu)分有以下幾種：

    (1)分相式。主回路分別裝在獨(dú)立的金屬圓筒外殼內(nèi)，有環(huán)氧樹脂澆注絕緣子支撐，內(nèi)充SF6氣體。制造容易，不會發(fā)生相間故障;但體積較大，外殼材料消耗多，密封面多。

    (2)主母線三相共筒。僅三相主母線共用一個(gè)外殼，利用絕緣子將三相母線均勻支撐在圓筒內(nèi)，其他元件均為分相結(jié)構(gòu)。這樣可以縮小GIS的占地面積，結(jié)構(gòu)相對簡單，容易實(shí)現(xiàn)。

    (3)全三相共筒。每個(gè)元件的三相集中安裝于一個(gè)園筒外殼內(nèi)，用環(huán)氧澆注件支撐和隔離，外殼數(shù)量少，外形尺寸小，密封環(huán)節(jié)少，外殼電流小，但相間相互影響大。

    (4)復(fù)合式或稱混合式。將元件功能復(fù)合化，在同一圓筒外殼內(nèi)同時(shí)裝入具有幾個(gè)功能的復(fù)合元件，結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化，尺寸更小。

    (5)箱式。將整個(gè)間隔元件集中于一矩形箱內(nèi)，充入略高于大氣壓的SF6氣體絕緣，空間利用率高，安裝使用方便。

    箱式的GIS(上述第5種結(jié)構(gòu)形式)稱為C-GIS。因?yàn)槊芊鈿んw為方箱型，充氣壓力不能太大，多為10～35kV產(chǎn)品采用。把GIS的SF6的絕緣技術(shù)、密封技術(shù)與空氣絕緣的開關(guān)柜制造技術(shù)有機(jī)地相結(jié)合，將各高壓元件設(shè)置在箱形密封容器內(nèi)，使之充入較低壓力的絕緣氣體，利用現(xiàn)代加工手段而制成的成套系列化中壓開關(guān)柜產(chǎn)品。

    定義：(柜)箱式氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，CubicletypeGasInsulatedSwitchgear)(國際上簡稱C-GIS或也有稱GIS，是一種用于10～35kV或更高電壓輸配電系統(tǒng)以接受或分配電能并能對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障情況下實(shí)行控制、保護(hù)、測量、監(jiān)視、通訊等功能的新型開關(guān)設(shè)備。

    通常俗稱的充氣柜往往指的是C-GIS與充氣環(huán)網(wǎng)柜的統(tǒng)稱。C-GIS以主開關(guān)以斷路器為主體，充氣環(huán)網(wǎng)柜主開關(guān)以負(fù)荷開關(guān)為主體。

    其他幾種(第1種到第4種)結(jié)構(gòu)形式的GIS以前也有10～35kV產(chǎn)品，現(xiàn)逐漸退出市場。因?yàn)閷IS技術(shù)與開關(guān)柜技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)的C-GIS(第5種結(jié)構(gòu)形式)更具有競爭力，且逐漸形成了開關(guān)柜的一個(gè)重要分支。隨著技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，又對這種形式(箱或柜式)的開關(guān)柜結(jié)構(gòu)、工藝進(jìn)行簡化，配用以負(fù)荷開關(guān)為主體的主開關(guān)，形成了充氣環(huán)網(wǎng)柜。充氣環(huán)網(wǎng)柜使用中容量、功能有時(shí)又發(fā)現(xiàn)不夠，又配以主開關(guān)為斷路器的柜型。