我国北方地区冬季寒冷,最低气温可达-40℃,部分地区甚至能达到-50℃。SF₆断路器中的SF₆气体在低温条件下会发生液化,SF₆液化会导致断路器中气体压力与密度降低,使断路器的绝缘强度和开断能力下降,影响断路器的正常运行。在SF₆气体中混入液化温度低、绝缘强度高和熄弧能力强的CF₄气体,可以有效的解决SF₆断路器低温液化问题。本文开展高寒地区用252kV SF₆/CF₄混合气体断路器绝缘与熄弧性能研究,研究成果直接应用到我国首台具有自助知识产权的252kV SF₆/CF₄混合气体断路器设计研发,主要工作如下:（1）基于SF₆/CF₄混合气体实际气体数学模型,开展混合气体饱和蒸气压与密度数值计算,确定了不同工作温度下混合气体的最高充气压力与含量。开展SF₆/CF₄混合气体低温液化特性试验研究,验证混合气体饱和蒸气压理论计算的准确性。获取了不同温度、压力与混合比下混合气体的热物性参数。（2）开展混合比例、协同效应对SF₆/CF₄混合气体击穿电压的影响试验研究,提出混合气体绝缘击穿判据。给出了混合气体断路器的气体压力与比例的选取方法,获取了混合气体断路器中的气体的混合比例范围。改进了混合气体断路器灭弧室触头、屏蔽罩等关键零部件,确定了灭弧室绝缘结构。（3）利用混合气体热物性参数的计算结果,开展了252kV SF₆/CF₄混合气体断路器气流场研究,获得了混合气体压力与混合比例对压力特性与气体密度影响。通过分析混合气体断路器气体压力与密度的变化情况,给出混合气体断路器介质强度最薄弱位置的气体密度,根据临界击穿判据,获得了混合气体断路器开断过程中的介质强度特性曲线。搭建混合气体断路器分合闸过程动态击穿电压测量回路,得到了混合气体断路器分合闸过程中的动态绝缘特性。提出了满足-40℃和-50℃低温条件下,断路器的混合气体比例方案。（4）基于SF₆/CF₄混合气体物性参数、绝缘与熄弧性能理论与试验研究结果,研制出可在高寒地区使用的252kV SF₆/CF₄混合气体断路器。开展断路器的工频耐压试验、雷电冲击试验、50kA短路开断试验和电流为4400A的温升试验,所有试验均顺利通过。SF₆/CF₄混合气体断路器绝缘与熄弧特性研究不仅成功应用于混合气体断路器产品的研发,而且可以推广应用于新型替代气体断路器的研制中。