2019年1月10日，中国电科院牵头在国内率先研制全氟异丁腈（C4F7N，简称C4）环保气体12kV环 柜样机，并通过1.2倍绝缘裕度和1000A有功负载电流开合试验，标志着C4环保气体电气设备研制取得重大突破。

SF6广泛应用于高压电气设备中，但因强温室效应被限制使用，亟需研发SF6替代气体及其环保电气设备。目前，C4气体被国际公认为最具潜力的SF6替代气体之一。

中国电科院于2017年牵头承担国家重点研发计划“环保型管道输电关键技术”，组建C4气体环保电气设备研发工作组，负责关键技术研究、方案制定及组织实施，并与黎明化工研究院、北京宇极科技发展有限公司、河南省日立信股份有限公司、山东泰开电力开关有限公司及平高集团上海天灵开关厂有限公司等单位展开联合攻关，实现了C4气体国产化批量生产；成功研制出C4混合气体密度、混合比、湿度、泄漏检测仪，充气和回收处理装置样机，适用于C4混合气体的三工位负荷开关，C4气体12kV环 柜样机等装置。

该成果填补了C4气体环 柜的国内外空白，起到了奠基、示范和引领国内C4气体电气设备研制的作用，助力高压电气设备环保升级，建设更加绿色安全的电 ，具有显著的社会和经济效益。

环保气体环 柜的创新是全球领先电气设备供应商的高地

全氟异丁腈(CFN)与空气混合气体

六氟化硫(SF6)的分子结构高度稳定，具有优良的绝缘和灭弧性能，广泛应用于气体绝缘电力设备中。然而，SF6的全球温暖化潜能(GWP)值约为CO2的22 800倍，在大气中的存活时间较长，并可不断地在大气中累积，是高温室效应气体。1997年《京都议定书》已明确将SF6气体列为全球限制使用的6种气体之一。SF6气体产生的温室效应已成为不容忽视的全球性问题。因此，为减少乃至杜绝SF6气体的使用，寻找可以完全替代SF6气体的环保型绝缘介质已逐渐成为电力系统的研究热点之一。

日本京都大学、日本东京电机大学、上海交通大学肖登明、西安交通大学李兴 、中国科学院电工研究所张国强、华北电力大学屠幼萍和武汉大学张晓星等对c-C4F8、CF3I、CF4等气体的绝缘性能、局放特性和分解特性展开了系列研究。虽然c-C4F8和CF3I具有较好的绝缘性能，但其混合气体在放电条件下会产生固体导电碳颗粒和碘单质，影响电力设备的长期绝缘性能和可靠性，这也是这些气体至今仍未得到推广使用的主要原因之一。

日前3M公司开发的全氟异丁腈C4F7N (Novec? 4710) 在环保和电气强度等方面表现良好，引起了研究人员的极大兴趣。C4F7N的GWP值约为CO2的2100倍，臭氧消耗潜能值为零。C4F7N具有较高的沸点，必须与空气、CO2等缓冲气体混合使用， 献 道称6% C4F7N的混合气体的GWP值约为纯SF6气体的2%。此外，美国GE公司在145 kV气体绝缘组合电器上实验发现18%~20% C4F7N与CO2混合后的电气强度与SF6气体相当，并且电弧开断能力与SF6气体相近[20]。 献研究发现20% C4F7N与N2、空气和CO2的二元混合气体在平板电极下的击穿电压与同条件下的纯SF6气体很接近。初步的研究显示C4F7N具有替代SF6气体的潜能。

然而，新型环保绝缘气体能否替代SF6气体用于实际电力设备中，除电气性能外，还需考虑缺陷条件下气体的分解特性。通过分析分解产物的种类、变化和形成等，研究候选替代气体的化学稳定性及其与固体材料的相容性，进而从化学性质方面判断其是否具有可替代性。

美国GE公司利用多种检测技术定性分析了C4F7N在高温下的分解气体，武汉大学张晓星等基于密度泛函理论分析了C4F7N在放电下的分解路径。总体来说，国内外在C4F7N分解特性及其成因分析方面的研究相对较少。