电网规模随着电力技术的不断发展迅速扩大,SF₆电气设备也得到了广泛的应用。然而SF₆气体具有严重的温室效应,电力行业需要大幅减少甚至禁用SF₆气体,世界各国的学者一直致力于寻求可以替代SF₆的环保型气体。近些年来,全氟异丁腈（C₄F₇N）气体以其优良的电气性能和较低的全球变暖系数,受到了许多科研人员的青睐,并被认为是最具潜力在高压领域替代SF₆的环保气体。但因其液化温度较高限制了其使用范围,需要与某些缓冲气体（目前应用较多的是CO₂气体）进行配合使用。对C₄F₇N混合气体的熄弧性能研究具有重要意义,而目前国内外对这方面的研究工作相对较少,因此本文对C₄F₇N/CO₂混合气体的熄弧性能进行了研究。本文首先介绍了替代气体的研究现状,指出C₄F₇N/CO₂混合气体最具潜力替代SF₆气体,接着引进了电弧理论,为后续试验分析奠定了理论基础,通过设计试验回路,进而搭建电弧试验平台,并对试验回路进行调试,使其满足试验所需精度。对SF₆、CO₂、1%C₄F₇N/99%CO₂、5%C₄F₇N/95%CO₂以及9%C₄F₇N/91%CO₂混合气体在0.4Mpa～0.8MPa下,回路电压为1.6kV时开展不同大小的短路电流开断试验。通过分析电弧电压、电弧电导、电弧能量、不同开断相角以及利用麦也尔方程计算出来的散能系数,研究C₄F₇N/CO₂混合气体的熄弧性能。研究结果表明,随着C₄F₇N含量的增加,其熄弧性能逐渐增加,15kA开断电流时,0.6MPa的5%C₄F₇N/95%CO₂混合气体中的电弧电压熄弧峰值约为SF₆的0.67倍,9%C₄F₇N/91%CO₂混合气体约为SF₆的0.76倍;在同等条件下,C₄F₇N熄弧性能与SF₆气体仍有一定的差距,C₄F₇N/CO₂混合气体的散能系数低于SF₆气体的散能系数;可以通过提高C₄F₇N/CO₂混合气体的气体压强,在一定的场合可以实现对SF₆气体的替代,在20kA开断电流时,0.8MPa的9%C₄F₇N/91%CO₂混合气体的电弧电导要低于0.6MPa SF₆的电弧电导;减小开断相角,有利于电弧的熄灭;在C₄F₇N/CO₂混合气体中多次开断电流之后,会有大量的黑色粉尘,对气体的熄弧性能造成影响,应及时进行清理。