GIS内部元件只有组合在一起并充以规定密度的绝缘气体时才能运行，不能拆开单独使用。20世纪60年代，首次在美国展出GIS。它的出现，使超高压变电站进入城市中心地区、工矿企业厂房内以及水电站大坝上的厂房内。1986年，中国采用500千伏GIS的首个500千伏变电站在广东江门建成投运。2009年12月，在中国晋东南-南阳-荆门1000千伏交流输电线路工程中，长治1000千伏变电站首次采用了1000千伏GIS设备。2011年后，中国开始着手特高压GIS国产化和技术提升工作，研制出短路开断能力63千安的产品，投入特高压交流试验示范工程扩建工程运行。随后，实现了特高压断路器操动机构、盆式和支撑绝缘子的国产化，在皖电东送和浙福特高压交流输电工程中大量应用，技术参数达到国际领先水平。

绝缘气体通常为六氟化硫（SF₆）气体。充注的绝缘气体密度的大小取决于内部灭弧性能和绝缘性能的要求。GIS内部元件，有的单独占有一个气室，有的几个元件连在一起占有一个气室。各个气室可以有不同的气体密度。气室内的导电部分与金属外壳之间用浇注型环氧树脂绝缘子支撑，气室之间在电气上通过金属连接件连接起来。外壳之间的接口法兰均经过精密加工，使用耐腐蚀的E形密封胶圈将高压气体密封在内部，外壳上一般都安装安全阀或防爆膜片。

按照使用条件的不同，GIS分为户内型和户外型。①户内型GIS，运行条件优越，但由于增加了厂房、起重机、排风等设施，建设费用增大。②户外型（图1），不需设置厂房，可减少建设投资，但长期受到日照雨淋，夏季温升增高，冬季（特别是严寒地带）SF₆气体可能液化。

图1 户外型363千伏气体绝缘金属封闭开关设备

按内部结构不同，GIS可分为三相共箱型及分箱型。①三相共箱型，将三相电器安装在同一箱体内，用绝缘支架或隔板将其隔开。这种结构可节约金属外壳材料，并可节省占地。此外，当三相电流同时流过母线时，磁力线在外壳中相互抵消，可减少涡流损失。图2中所示126千伏三相共箱型GIS内部结构图。②分箱型GIS中，各相电气设备单独安装在分相的金属外壳内，金属外壳材料增多，涡流损耗大，占地也相应增大。但分箱结构简单，绝缘问题也较容易处理。

1 母线 2 隔离开关 3 接地开关 4 断路器 5 电流互感器 6 电压互感器 7 电缆终端图2 126千伏三相共箱型GIS内部结构图

GIS与常规高压电气设备相比，其优点是：①可以大幅度缩小占地面积。例如，220千伏电压等级的GIS占地面积仅为相同规模常规变电站占地面积的15%左右。②设备带电部分全部封闭在金属外壳内，可避免高电压对环境的电磁污染。③可防止人员触电伤亡。④延长设备检修周期，一般可在10～20年不必解体大修。⑤设备绝缘性能不受周围大气条件影响，耐震性强，能提高运行可靠性。

SF₆气体击穿特性与电极表面状况和电场有密切关系。因此，对于GIS的设计，加工及材料等方面均有严格的要求。GIS的造价高于常规电气设备。在工程设计上，计及占用土地面积，施工费用等，GIS总投资与常规电气设备投资之比，随电压等级的提高而相对降低。

GIS运行维护的注意事项为：①气体密度和潮气进入容器的速度影响GIS内部绝缘强度，因此要严格限制漏气率，一般年漏气率不得大于1%。②在电场效应和电弧作用下分解成一部分低氟化物和氟化氢等剧毒性和强腐蚀性杂质，因此要在GIS内部放置专用的吸附剂，并需要定期处理或更换吸附剂。③定期检测SF₆气体中水分含量。④解体检修时，要有防护措施，避免人员中毒。⑤运行时，GIS的金属外壳上可能存在循环电流，导致局部过热，因此在有关部位要设置高温标志以免灼伤巡视人员。⑥变电站内要配备SF₆气体回收装置及专用工具。⑦GIS安装后投入运行前要做高电压耐受试验，以消除内部可能存在的绝缘隐患。耐压试验过程中，需按一定的程序升压。做工频耐压试验时，尽可能应用谐振式耐压试验装置，以免扩大故障部位。⑧内部残存的金属颗粒极易导致电击穿，运行中通常利用声测法、压力探头法以及局部放电探测法等进行监视，预报可能出现的故障。在过电压保护方面，采用金属氧化物避雷器，以达到伏-安特性的配合。