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SF6气体虽然有着优异的绝缘性能和灭弧性能,但由于它的强温室效应,在1997年签订的《京都议定书》被定为6种限定排放的气体之一。因此,寻找到一种环境友好型的SF6替代气体成为了迫在眉睫的工作。目前的研究还未发现任何一种单一气体可以实现SF6气体的完全替代,大部分研究对象都是混合气体,若要获得不同种类、不同配比以及不同气压等条件下混合气体的绝缘特性,需要开展大量的试验工作,成本巨大。因此,本文将采用实验和计算方法获得不同混合气体电离系数和吸附系数等微观放电参数,得到有效电离系数随场强的变化情况,求得气体耐电强度(E/N)lim,并分析不同混合气体耐电强度的协同效应,为后续更多气体种类范围内优选混合气体组分提供帮助。本文基于SST实验原理搭建了气体微观放电参数测量平台,获得了不同配比的C3F7CN/CO2和C3F7CN/N2混合气体微观放电参数,并基于SF6、CF3I、CO2和N2气体各种类型碰撞截面数据,利用Boltzmann方程计算得到了不同配比的SF6混合气体和CF3I混合气体微观放电参数,求得了它们的耐电强度(E/N)lim与混合气体配比的关系。结果表明,以C3F7CN为主绝缘气体的混合气体的耐电强度显著高于其他混合气体;当混合气体中C3F7CN含量低于30%时,C3F7CN/N2混合气体的耐电强度高于C3F7CN/CO2混合气体,当含量高于30%时,C3F7CN/N2混合气体的耐电强度低于C3F7CN/CO2混合气体;SF6、CF3I与N2组成的混合气体的耐电强度均不同程度地高于与CO2组成的混合气体的耐电强度,且随着混合气体中SF6或CF3I气体含量的增大,两者的差距不断减小。本文引入协同效应系数表征混合气体耐电强度的协同效应。结果表明,低配比的C3F7CN/CO2和C3F7CN/N2混合气体的协同效应相同,当C3F7CN气体含量超过20%,C3F7CN/CO2混合气体的协同效应优于C3F7CN/N2混合气体,且两者的差距随着C3F7CN气体的含量的增大而增大;SF6/N2混合气体在任何配比下的协同效应都优于SF6/CO2混合气体;CF3I/N2混合气体与CF3I/C02混合气体协同效应基本一致。最后分析了混合气体耐电强度与宏观击穿特性的关联关系,发现两者可能表现不一致,因此,仅凭混合气体耐电强度去优选SF6替代混合气体是不准确的,需要综合混合气体的耐电强度和协同效应系数两个指标,对SF6替代混合气体进行初步优选。根据本文的分析结果,优选出SF6/N2混合气体和低配比的C3F7CN/CO2、C3F7CN/N2混合气体作为潜在的SF6替代气体。