环保气体绝缘开关柜要想实现和SF6同样绝缘性能 主要有以下技术路线:
增加开关柜尺寸
增加充气压力
采用高绝缘强度混合气体，如C4、C5、C6等
增加宽度、深度尺寸：由于SF6击穿强度是干燥空气的2.3倍，600mm宽开关柜一般相间距170mm，1250A三工位开关的最外圈直径大约90mm，简单来说，意味着相间电气间隙由SF6的80mm增加到184mm, 相间距也将达到275mm，开关柜的宽度将超过1000mm，比较空气绝缘开关柜1200mm的宽度没有优势；即使内部都采用均匀电场设计，全部采用○球面，以保证在小的电气间隙下，在绝缘强度减弱的情况下，依然满足绝缘要求，这种设计机加工成本高，经济性差，而且不能保证和SF6充气柜相同的尺寸，也需要放大相间及对地距离，增加开关柜尺寸；
对于72.5kV冲击耐受电压380kV，相比较与40.5kV冲击耐受电压185kV，增加一倍多，因此相间距尺寸十分重要，过大产品不利于使用，过小绝缘风险较高，建议相间距300mm左右。
增加充气压力，干燥空气增加压力至SF6绝缘压力的3倍左右，即可满足绝缘要求，来自美国和欧洲的研究表明，干燥空气将成为中压的主要绝缘介质。但绝对压力增加到0.28Mpa，国内客户很难接受 。Nuventura就是采用这一技术。
采用固体绝缘作为辅助绝缘，由于纯N2 绝缘强度较低，要获得与SF6 气体相当的绝缘强度，需要将N2 的压力提高至SF6 的3~4 倍。为解决N2 和压缩空气绝缘强度较低的问题，国内很多公司采用在压缩干燥空气加固体复合绝缘技术来提升绝缘特性，采取恰当的绝缘材料对高电场区域的电极表面进行包覆能有效提高其耐电强度，有利于电力设备的小型化设计；但采用环氧固体绝缘方式需要增加成本，增大局部放电值等，国外厂家更加倾向于不采用固体绝缘，裸导体+增加干燥空气压力的方式来实现干燥空气绝缘的环保充气柜解决方案。增加充气压力可以增加绝缘强度，在相间距无法再增加的情况下，增加压力到0.5MPa可以满足绝缘要求。当然，在成本增加不多的情况下，薄的固体绝缘如2-3mm厚的导体表面环氧硫化对于增加耐压能力会起到事半功倍的效果。
第三是采用高绝缘强度新型混合气体外，如C4(C4-4710，3M公司开发的合成气体，全氟烷基腈，分子式C4F7N)和CO2的混合气体g3，10%的C4和90%的CO2混合气体绝缘强度达到SF6的88%，基本上不用较大更改开关柜尺寸，即可满足绝缘要求，但C4仍然是温室效应气体，10%的C4和90%的CO2混合气体的GWP是792，还是不能满足环保要求；C5的GWP是1，Airplus 是C5(3M公司开发的合成气体5110)和CO2的混合气体，GWP是0.5，真正实现环保充气柜，但气体成本较高。且C4/C5存在着电弧情况下分解有毒气体的安全隐患，3M公司已经决定停止生产该合成气体，因此从长远考虑，还是以自然界的空气作为绝缘气体比较合适。
ABB ZX2 Airplus 就是40.5kV采用C5混合气体取代SF6气体，内部导电回路基本保持不变，实现快速更换，还可以对现有设备升级成环保气体开关柜。
对于145 kV工频耐受电压275kV 1分钟，雷电冲击耐受电压650kV。
通过环保替代气体的绝缘性能进行了分析、比较和评估，最终选择采用洁净空气（气体成分体积比约为：79.5% N2 + 20.5% O2）作为开关设备的绝缘和灭弧介质。通过优化洁净空气中的电极形状及结构的设计，改善电极表面的处理工艺，提高了绝缘强度、增强了散热能力、减小了开关设备体积，间隔宽度1000mm。洁净空气绝缘GIS的充气压力为0.7 MPa。
来源：会说电气
