作为优异的电气绝缘介质,SF₆被广泛应用于电力行业。但是,国际环保组织将SF₆列为六种温室效应气体之一,所以,探索新型的气体绝缘介质以替代SF₆气体具有理论价值和实际意义。在综述了SF₆气体发展及应用的同时,详实阐述了SF₆的物理、化学性能和电气特性,以及气体放电的基本规律,即气体放电的电子崩过程的雪崩理论定值模型和随机模型,气体的自持放电条件和流注发生、发展、直至击穿的物理过程及其数学表述。依据SF₆在电力系统应用的实际工况条件,构建实验模型,分别模拟均匀、稍不均匀和极不均匀电场下的SF₆、N₂及SF₆/N₂混合气体在不同压力、不同分压比的条件下,施加工频和冲击电压所表现出的电气绝缘击穿特性。实验结果表明:电场不均匀度对N₂气体绝缘击穿电压的影响很大,而气体压力的影响并不明显。电场不均匀度对SF₆气体绝缘强度的影响很大,并且随着气体压力的增大,击穿电压降低趋于减小。电场不均匀度对SF₆/N₂气体绝缘强度的影响极大,并且随着气体压力的增大,击穿电压降低趋于定值。在均匀、稍不均匀和极不均匀场的条件下,随着SF₆含量在混合气体中分压比的增加其耐工频、冲击击穿电压的能力也增强。工频电压下,随着气体压力的增大,SF₆、N₂及SF₆/N₂耐工频击穿强度均增强,虽然增加的百分数各不相同,但总趋势还是递增的。冲击电压下,在均匀、稍不均匀和极不均匀场的条件下,SF₆/N₂混合气体中SF₆分压比对耐冲击击穿强度影响较大。均匀场、稍不均匀场条件下,分压比为25/75、50/50、60/40的SF₆/N₂混合气体更适合用于作为绝缘介质,可替代纯SF₆。实验结果证明,SF₆/N₂混合气体可以在合适条件下替代纯SF₆气体,以逐渐减少SF₆气体用量,缓解温室效应。为进一步探索发现新的SF₆替代