电力行业是我国经济发展的支柱行业,近年来,伴随着中国经济的飞速发展,我国对电力的需求量也逐年提升。为满足我国电力的需求量,现阶段主要采取“西电东送”、“北电南送”的输电方式。输电距离较远,会导致巨大的电能损耗,为解决长距离输电问题,中国积极发展、建立超特高压输电工程。当严酷的地理条件不允许铺设架空线路或地下电缆时,GIL便成为特高压输电的理想选择。目前,由国家电网公司建设的苏通特高压GIL综合管廊,在技术水平上处于世界领先水平,对我国经济发展和生态和谐具有重要意义。传统GIL中通常采用SF₆作为绝缘介质,因具有良好的绝缘和灭弧性能,在中高压电器等设备中应用广泛,但其GWP值是CO₂气体的23900倍,是造成温室效应的重要因素之一。故,寻找可替代SF₆的绿色环保气体就显得尤为重要。目前国内外对环保气体进行了大量研究,其中由Alstom公司提出的G3（C₄F₇N/CO₂）混合气体具有优异的绝缘和较低的GWP值而成为研究的热点。本文针对C₄F₇N/CO₂混合气体开展不同混合比、不同充气压强、不同分闸速度下快速接地开关开断特性研究,确定C₄F₇N气体最优配比。主要进行如下几个方面工作:（1）建立GIL快速接地开关电场仿真数学模型及二维、三维仿真计算模型,并分别对快速接地开关气室内电场分布情况进行仿真分析,将其计算结果进行对比分析,验证计算结果的精准度。（2）根据质量守恒、动量守恒、能量守恒、气体状态等方程,建立仿真数学模型,建立GIL快速接地开关气流场仿真模型,对快速接地开关中C₄F₇N/CO₂混合气体气流场进行数值仿真计算,并对快速接地开关中C₄F₇N不同占比的压气特性和气流特性与SF₆气体进行对比分析。（3）GIL快速接地开关电弧开断仿真计算。建立快速接地开关开断过程气流场、压力场以及温度场等多物理场耦合电弧模型,对GIL快速接地开关开断过程进行电弧仿真计算。开展不同混合比、不同充气压强、不同分闸速度下快速接地开关开断过程电弧特性的研究,得到气室内混合气体温度、压强、密度等宏观参数的分布情况,为GIL快速接地开关的研制提供理论基础。