稳定的化学性质、较好的绝缘强度及优良的灭弧效果使得SF₆气体广泛用于高压设备的绝缘保护。但其存在温室效应系数高、液化温度高及对不均匀电场敏感等缺陷,使得对SF₆气体的应用受到极大的限制。鉴于此,国内外对SF₆气体及其替代气体进行了广泛研究,尚未在绝缘特性、灭弧特性等综合性能上发现能够替代SF₆的气体,短期内较为有效的方法是通过与其他气体混合的替代方案研究。本文将对SF₆/N₂及SF₆/CF₄两种混合气体在多种电极、不同条件下的放电特性进行研究。开展混合气体放电过程理论计算,同时通过混合气体放电特性测量实验,对计算的准确性进行检验,通过基础研究,对SF₆/N₂及SF₆/CF₄混合气体在高压绝缘领域的应用提供可靠的理论依据。理论计算将从气体放电时电子崩向流注发展的动力学基础出发,建立气体放电过程中发展的流注放电模型。计算放电过程中电子、正离子及负离子的空间粒子数密度分布,分析空间电荷对电场的畸变作用。提出一种考虑电极结构的气体放电电压计算方法,分析在不同电极形状、电压极性、气体压强下的流注放电过程,研究不同分子间的协同作用,分析混合气体的极性效应,实现从宏观和微观两方面对混合气体放电过程进行研究。并通过搭建气体电晕放电、击穿放电实验测量平台,测量混合气体在不同电极下击穿实验及针板电极下气体的电晕起始电压与击穿电压,建立不同配比下气体临界击穿场强数据库,为混合气体在高压绝缘领域应用提供理论指导。研究结果:在100Td时,在混合气体相互作用后通过计算,得到气体折合电离系数α/N及折合吸附系数η/N,N₂分子的α/N为4.86×10^-24,SF₆分子为3.05×10^-23,SF₆分子η/N为1.12×10^-20,当N₂与SF₆混合后气体的有效电离系数低于二者权重之和,在微观原理上阐明了混合气体放电时协同作用的本质。放电4ns时80%CF₄电子数密度为2.9×10¹⁶m^-3,为纯SF₆的5.68倍,棒板电极下气体电子数密度增长速度较为缓慢。当电子数密度达到10¹⁷m^-3数量级空间电荷使电场产生畸变,压强0.1MPa、间距5mm时,纯SF₆气体放电产生电场畸变的电场峰值达到30.7kV/mm。同时本文对电晕起始电压进行计算与实验,且实验测量结果验证了计算方法的有效性,通过对混合气体间协同效应分析得到0.1MPa、SF₆含量为20%时,混合气体C值分别为0.33、0.54,当气体压强在0.3MPa左右混合气体C值达到最小值,且随着ρ_SF6的增长协同作用减弱。在极性效应方面,电晕起始电压表现为正极性高于负极性,而击穿电压在间距5mm时随着压强的增长而发生发转。在电极间距5mm混合气体在气体压强小于临界气压前时,正极性高于负极性此后极性出现反转。电极间距增长时,混合气体击穿电压表现为负极性高。当电场不均匀程度越大时混合气体的电晕起始电压与击穿电压越敏感,此时气体电压值均增长缓慢。随着气体压强的升高,混合气体击穿电压极性差异较大,电极间距9mm、0.6MPa时差值达到21.9kV,不利于气体绝缘应用,而随着ρ_SF6的减少,其差值减小,可见添加CF_4、N₂气体有利于提高气体的应用价值。