GIS定义为：用气体全部或部分代替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、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管等七种高压电器组成的高压配电装置，全称为气体绝缘变电站。GIS采用绝缘和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质，所有高压电气元件密封在接地的金属筒内。因此，与传统的开放式配电设备相比，GIS具有占地面积小、所有部件密封、不受环境干扰、可靠性高、操作方便、检修周期长、维护工作量小、安装快捷、运行成本低、无电磁干扰等优点。经过30多年的研究和发展，GIS技术发展迅速，并在世界各地的电力系统中得到应用。目前，随着全球电力系统自身的发展和对系统运行可靠性要求的不断提高，GIS技术将继续发展并成为本世纪高压电器发展的主流。
一.地理信息系统的安装
我讨论GIS安装和测试的几个技术环节。为了保证GIS安装的顺利进行，设计人员需要在施工设计阶段认真考虑以下两个方面，否则会给GIS安装带来很多困难。
首先是GIS的升降法。目前室内GIS安装吊装的荷载工况多为电动单梁桥式起重机。起重机的起升速度有两档，低档主要用于设备就位时的调整。两档配合使用。如公伯峡330kVGIS工程、棉花滩220kVGIS工程以及一些电压等级较高的电站都采用这种吊装方式，实践证明是有效的。
其次，GIS设备基础的埋设方法。通常GIS的荷载条件、孔洞、埋设要求都是由厂家提供的，但基础埋设方式是由设计人员根据厂家提供的基础数据确定的。目前常用的基础预埋件有槽钢和螺栓。其中，预埋螺栓施工简单，但可调性差。如果螺栓遇到楼板钢筋，需要调整螺栓位置，在需要连接固定的设备支架上重新开孔，然后对孔进行防锈处理。而嵌入式槽钢不存在上述问题，所以在安装过程中被广泛使用。
设计中应注意以上两个方面。在GIS的安装过程中，通常需要设计者的代表在现场。这时候设计者就要知道GIS安装中的三要素：清洁度、密封性、真空度。由于GIS的结构特点，安装过程本身是控制GIS运行后质量的最后一个关键阶段。
大量安装实践证明，保证清洁度是GIS总装和现场安装的重中之重。我国GIS安装场地的场地条件通常较差。为了防止灰尘，在安装GIS设备前，应在安装现场洒水，用水擦拭干净，待空气静止48h后，方可开始安装。作为电极，在铝管的加工过程中不可避免的会出现表面毛刺和铝屑。这些颗粒是耐压实验中的放电源，所以要特别注意保证铝导体的清洁度。这就需要一方面加强导体加工过程的清洁检查，防止死区的出现；另一方面，在最终组装前，制造商应增加导体振动清洁的新手段，尝试清理空心体内死角的残留物，或在安装前对导体进行类似的局部放电试验，以检查残留的铝屑和金属线。由于国内部分GIS产品管理不严，出厂时GIS内仍有杂物残留，很多安装现场管理不严，漫天灰尘，更难保证清洁度。因此，
密封是g is绝缘的关键，SF6气体泄漏会导致GIS致命故障。因此，严密性检查应贯穿整个制造和安装过程。密封效果主要取决于罐体的焊接质量，其次是密封圈的制造、安装和调整。
除了上述两个关键因素外，真空度的要求是总装安装过程中的第三个控制因素，是控制SF6气体水分含量的重要保证措施。它不仅可以降低SF6气体本身的水分含量，还可以降低罐内其他物体(绝缘子和密封件)的水分含量。一般要求在充入SF6气体前，真空度要达到133Pa，然后继续抽真空30分钟。水分对GIS运行影响的关键是，如果不将SF6气体控制在0以下，温度变化时会在绝缘子表面形成结露，附着的水滴与SF6电弧产物反应生成HF等低氟化物，导致沿面绝缘材料和金属表面劣化。如果将SF6露点允许值控制在一个较低的值，当温度变化时，绝缘子表面会凝结冰晶而不是水滴，对绝缘性能几乎没有影响。因此，IEC和国际上规定，在额定密度下，充入GIS的新气体露点不得超过-5。
第二，地理信息系统的实验
GIS试验包括型式试验、工厂试验和现场试验。其中，型式试验是检查产品的正确性，验证GIS设备的性能。每隔一段时间进行出厂测试，检查加工过程中是否存在缺陷；现场测试是检查GIS配电设备在包装、运输、储存和安装过程中是否出现异常的有效监控手段。必须在GIS投运前进行，不能用前两次试验代替。
大量现场试验结果表明：在现场绝缘试验中，零件经常出现松动、脱落和划伤导电面的现象；(2)强烈振动导致绝缘子开裂；(3)安装错位造成的电极表面缺陷；(4)安装时导电颗粒进入；(5)由于疏忽将工具遗忘在设备中；(6)原本潜伏在器件中的导电颗粒，在出厂测试中是检测不出来的，后来在运输和安装过程中振荡出来或漂浮在器件中。所有这些因素都会导致绝缘失效。这些绝缘缺陷一般分为两类：一类是由游离颗粒和灰尘诱发的绝缘事故，称为活性绝缘缺陷(A类)；二是安装、运输过程中事故造成的固定绝缘缺陷(B级)。
据有关统计，SF6设备绝缘事故的2/3发生在未经现场耐压试验的设备上。加拿大安大略省水电局的运行经验表明，GIS事故不仅发生在未进行现场绝缘测试的设备上，也发生在安装投运后的前4个月，约占事故总数的67%。第一年事故率为0.53次/年区间，之后为0.06次/年区间。根据北美的调查报告，GIS运行第一年的事故率为4次/站年，一年后为0.1次/站年。因此，GIS在工厂组装、运输和现场安装后，投入运行前必须进行绝缘测试。
三、GIS外壳接地问题
GIS外壳有两种接地方式，一种是一点接地方式，另一种是多点接地方式。一点接地是指每段GIS外壳一端绝缘，另一端一点接地。在结构上，串联的壳体一般在法兰处绝缘，在壳体支架边缘接地绝缘。这种接地方式的优点是：由于长时间没有电流通过外壳，即使额定电流很大，外壳的温升也低，损耗也小；因为没有电流流入基础，所以土建钢筋没有温升。当然，它的缺点也很突出，就是事故发生时，不接地外壳的感应电压高，外加磁场也强。当电流流过th时
多点接地是指在GIS的某一段中，外壳与大地用导体连接，多点接地采用两个以上的点。一般来说，串联的法兰之间没有绝缘，设备的支架也没有绝缘，通过固定螺栓来导通，外壳内也装有接地线。多点接地有很多优点：外部漏磁小，感应过电压低；由于GIS外壳有两个以上的接地点，其可靠性和安全性可以大大提高。不需要绝缘法兰等保温层，施工方便；外部磁场小，钢结构发热，流经控制电缆护套的感应电流小。因为感应电流在外壳内流动，所以外壳内的温升和损耗比一点接地方式下的要大。但在电站GIS项目中，外壳损耗本身并不大，所以在项目中可以忽略供电。如广州抽水蓄能电站GIS外壳的功率损耗为2.43 ~ 3.79 W/(mpH)，可以忽略不计。
四。地理信息系统设计中有待改进的工作
根据近年来公司各电站GIS工程的丰富运行经验，我认为在设计标准化方面还有一些差距需要解决。因为设计标准是整个设计过程的基础，设备接口标准是厂商的制造依据。
首先是伸缩缝的设置，尤其是选用进口GIS设备时对伸缩缝的技术要求。伸缩缝主要用于吸收GIS母线的伸缩，基础伸缩缝的位移，设备的安装调整，地震和运行引起的位移。因此，主要布置在母线与设备、变压器进线和线路出线的连接处。然而，在水电站厂房中，厂房与大坝之间有许多伸缩缝，无法准确测量每个伸缩缝的伸缩量。因此，在GIS的投标设计中，应对膨胀节提出更高的要求。
如果采用进口GIS设备，国外厂家对伸缩缝看法不一。有厂家认为水平位移和垂直位移完全可以满足设计要求，也有厂家认为民用伸缩缝与伸缩缝关系不大。
我国国家标准规定“制造厂应根据使用目的、允许位移等选择膨胀节的结构。”，以及“GIS基础之间允许的相应位移(不均匀沉降)应由制造商和用户商定”。为了保证与外商进行技术谈判有据可循，保证GIS设备运行的安全可靠，我们的标准中应增加伸缩缝的定量计算和要求。
其次，GIS接地线的材质和尺寸。在与GIS外国商人的谈判中，这经常是一个讨论较多的问题。国外厂家提倡在GIS室使用铜接地网和铜接地引线，因为铜的导电性和耐腐蚀性比钢好。但由于铜本身和焊接成本较高，国内大部分电站采用钢接地网和钢接地线。目前，国内超高压GIS全部采用铜接地引线。引线和钢接地网之间的连接应采用特殊方式，以防止钢和铜之间的直接接触引起化学腐蚀。
另外，国外厂家根据GIS的热稳定电流来计算接地线的截面，有具体的计算公式和曲线。计算的参数包括接地短路电流、故障持续时间以及相应的接地线允许温升，其中接地线允许温升起决定性作用。有的厂家采用100的允许温升，使得选用的接地线截面较小，有的厂家采用200的允许温升，使得选用的接地线截面较大。我国规范要求用流经接地线的短路电流、导体的热稳定系数和故障持续时间来计算接地导体的截面。在那里
以上问题是GIS设计过程中不可避免的，亟待改进。只有尽快制定相应的标准，才能保证设计质量和产品质量，最大限度地减少设计中的不完善环节和运行中的隐患。在标准制定之前，希望广大设计人员能够了解这些问题，在设计过程中充分考虑，并借鉴其他电站的解决方案，尽可能保证设计质量，使其得到广泛应用和安全运行。
