GIS设备是电能转移和分配的核心设备，其可靠运行是电网安全稳定的基础。中国电科院统计表明，变电设备中因GIS设备缺陷引发故障跳闸比重最高，占总事故量的53.3%，使电网安全面临严峻挑战。GIS设备故障主要表现为绝缘持续劣化导致闪络、机械式操动机构突发性拒动和监测控制系统的频繁失效。其原因一是传统GIS设备感知能力差，无法持续准确地获取设备的绝缘、机械状态并提前对性能劣化进行预警;二是操动机构、汇控装置等部件仍沿用早期设计，受当时技术能力所限，固有可靠性不高。针对上述问题，项目团队产学研联合攻关，实现了绝缘精准感知、机构灵活驱动和数据高效汇集三项关键技术的突破，核心发明点为：

1) 揭示了GIS设备绝缘放电时光子通量的发展规律和传播效应，提出了绝缘放电光电信号时空同步感知技术，绝缘缺陷判断准确率较常规方法提高12%以上；发明了传感器时域性能优化方法和电磁信号时差精准提取技术，绝缘缺陷定位误差达到厘米级。

图1 绝缘放电精准诊断定位技术

2) 突破GIS设备传统机械式弹簧/液压驱动思路，发明了动作灵活控制的电机直驱操动机构，通过分段负载匹配技术实现开关高一致性、低冲击分合闸动作；提出了机构动态监测-静态自检的全时感知技术，攻克了GIS设备动作部件状态无法实时连续监测和评估的难题。

图2 电机直驱操动机构

3) 提出了微秒级时间同步的无线协同感知技术，研发了一二次融合的板载式数据汇聚与控制模块，令二次线缆数量减少57%，解决了感知和汇控装置复杂度高、可靠性差的难题，基于协同汇集技术开发了数据综合分析平台，实现了GIS设备健康状态的集中管控。

图3 智能GIS设备数据汇集与分析技术

成果于2017年起应用，建成了国网首例一二次融合智能GIS设备试点示范工程220千伏浦南变电站，实现运检质效提升。项目研发了GIS设备协同感知装置、电机直驱机构、一二次融合装置及智能GIS设备等系列产品，3项专利技术成功转让推广。成果在浙江、安徽、山东等24个省市大规模应用，并推广至美国、新加坡、瑞士等10多个国家和地区，产生直接经济效益7.1亿元。基于项目技术准确判断了特高压安吉站、美国PG&E公司等的72处GIS设备缺陷，减少停电损失超12亿元。