六氟化硫气体绝缘或将被替代
SF6因其较强的绝缘性能和灭弧能力广泛应用于气体绝缘设备中，如气体绝缘封闭组合电器、充气柜、气体绝缘断路器和气体绝缘管道母线等，其中高压开关设备的用气量约占SF6用气量的80%以上，中压开关设备的用气量约占10%。
联合国气候变化公约缔约方在1997年签订的《京都议定书》中，将SF6列为六种限制性使用的温室气体之一，并要求限制SF6的使用。美国、欧盟、英国和日本政府均与电力公司合作，提出一系列减少温室气体排放的措施，且美国加州提出从2020年开始逐年降低电气领域SF6使用量，欧盟计划在2030年将SF6排放量缩减到2014年的2/3CO2。大气中的SF6气体的含量以每年8.7%的速度增长CF4，到目前为止，SF6气体占温室气体总排量已经超过15%，因此寻找环境友好型的SF6替代气体作为绝缘介质用于电气设备刻不容缓。
从20世纪70年代各国学者便开始寻找环境友好型气体，探究不同气体和绝缘性能并分析替代SF6的可行性。目前主要研究的替代气体有三类：常规气体（空气、N2和CO2）、SF6混合气体和强电负性气体及其混合气体。
常规气体主要为干燥空气、N2、CO2以及相应的混合气体，由于常规气体理化性质比较稳定，制备成本较低，液化温度远低于SF6，且有较低的温室效应，应用于气体绝缘设备中的前景受到较大关注。
常规气体与固体相结合的绝缘方式也有一定的研究成果，在电极表面添加固体绝缘涂料，增加设备的绝缘能力，日本试图将高气压的N2与固体绝缘材料结合应用在GIS中，不改变设备的尺寸的条件下，采用1.0MPaN2与固体绝缘材料结合可以替代0.5MPa的SF6[19]。日本明电舍公司研究了空气、N2与固体复合绝缘材料在开关设备中的应用，电极添加固体涂料可以使击穿电压提高到原来的1.5倍。
常规气体虽然性质稳定，在部分中低压设备中作为绝缘介质可以替代SF6，但是气体分子吸附电子的能力远小于SF6，导致绝缘强度小于SF6的40%。在设备中使用常规气体一般要增大气压同时增大电气设备的尺寸，造成设备占地面积增加，经济成本也相对增加，不利于大范围的推广使用。
20世纪70年代，SF6混合气体作为绝缘介质的研究逐渐展开，当时首要目的是为了解决高寒地区SF6气体容易液化、SF6气体价格昂贵以及SF6对不均匀电场较敏感等问题。目前SF6混合气体研究主要包括空气、N2、CO2、N2O、[4]以及一些惰性气体。
SF6混合气体在绝缘电气设备的推广和使用可以一定程度减少SF6气体的使用量和排放量，但是不能彻底避免SF6的使用，无法从根本上解决温室效应问题。SF6混合其他气体后液化温度会降低，具有一定的工程意义，但是SF6混合气体绝缘性能和灭弧性能都有不同程度的下降，其适用范围受到局限。
除上述常规气体和SF6混合气体外，一些物理化学性质稳定、绝缘强度高且温室效应较低的电负性气体在电气领域中的研究取得一些成果。一些氢氟碳化物（Hydrofluorocarbons, HFCs）和全氟化碳（Perfluorocarbons, PFCs）气体因其优良的介电特性、较强的电负性和相对较低的温室效应而被关注。常见的电负性气体有CF3I、c-C4F8、C3F8和C2F6等。
近些年，CF3I作为一种性能稳定的典型电负性气体受到绝缘介质研究领域的关注，CF3I气体在理化性能、热力学性质以及电气性能方面都表现突出。墨西哥学者De Urquijo J. 通过脉冲汤森实验研究了CF3I的电子漂移速度，有效电离系数和临界电场强度等参数。研究表明纯CF3I的电子漂移速度要略低于SF6，且纯CF3I的临界场强为437Td（1Td= 1017V·cm2），大于纯SF6（SF6为360Td）。
20世纪80年代，J. C. Devins研究了C3F8和C2F6等多种电负性气体的击穿电压，认为C3F8绝缘性能大于C2F6。上海交通大学学者基于稳态汤森（Steady State Townsend, SST）采用两项近似方法求解玻耳兹曼方程，使用修正的碰撞截面计算了C3F8临界击穿场强为338Td，认为其绝缘性能与SF6相当。墨西哥学者DeUrquijo J. 计算了C2F6临界击穿场强为304Td，约为SF6的0.84。
CF3I和c-C4F8绝缘性能可达到SF6的1.2倍以上，表现出较大的替代潜力，C3F8和C2F6绝缘性能略低于SF6，且受到气压、温度等因素的影响较大。由于纯电负性气体普遍具有相对较高的液化温度（尤其是CF3I、c-C4F8和C3F8），使得难以直接获得应用，必须与液化温度较低的缓冲气体混合使用。
电负性气体混合气体，缓冲气体一般选择为N2或CO2，这两种气体性质稳定，液化温度分别为196℃和78℃，与电负性气体混合后可极大的改善液化温度性能。
交流电压下，将145kV GIS中的纯SF6气体替换成气压高于SF6气体0.1MPa的g3气体，绝缘强度可以接近SF6水平，g3气体也在420kV的GIL中被应用实践[78]。ABB公司探索C5F10O和C6F12O全氟酮类替代SF6气体的可行性[79]，但两种绝缘物质的液化温度较高（分别为25℃和49℃），使用可能会受到限制。
缓冲气体加入后CF3I不仅降低液化温度，还可以抑制其分解过程，CF3I混合一定比例的[3]后绝缘性能依然可达到CF3I的水平，甚至超过相同比例下的SF6混合气体。CF3I混合气体具有较大的应用前景，但目前并没有工程实践应用，针对其放电机理、混合气体的分解特性、灭弧性能以及受到外界条件的影响程度还需要进行深入的研究和探讨。
尽管c-C4F8、C3F8和C2F6相对于SF6的GWP值低，引起的温室效应也不可忽略，且混合气体绝缘性能相对较低，液化温度也不是这三种气体的优势，替代潜力远小于CF3I混合气体，因此目前相关研究的报道较少。g3气体、C5F10O和C6F12O目前处于研究初步阶段，其更多的性质和应用前景需要进一步的研究和探索。
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