SF6虽具有良好的绝缘、散热和灭弧性能，但其温室效应指数高、衰减周期长。随着“双碳”目标的确立，开关设备环保替代是发展方向。采用干燥空气作为绝缘介质，通过对绝缘气体绝缘特性研究，总结出差异化电场下的工程击穿判据，采用电磁场仿真分析和结构优化技术，解决12kV/40.5kV环保充气柜绝缘匹配难题。针对不同电极形式，提炼出干燥空气击穿判据;采用均匀电场、高低压双重屏蔽、高介电环氧固封和硫化工艺等手段降低电场强度。产品微正压下绝缘水平满足工频耐压、冲击耐压，整机局放不大于10pC。创新设计一种基于管型导体竖直安装的断路器、三工位模块，匹配优化的气流散热通道，实现1.1倍额定电流温升试验。12kV充气柜提出一种横向布局、纵向连接、模块化设计，结构紧凑。40.5kV充气柜提出一种纵向布局、断路器和三工位开关横向连接的新型主导电回路结构，实现隔离、接地断口可视化，研制出行业内尺寸最小的环保充气柜。12kV实现1250A、2500A、3150A、4000A；40.5kV实现1250A、2500A、3150A。产品通过全套型式试验；2023年5月40.5kV 1250A/2500A环保型充气柜获得中国机械工业联合会新产品新技术鉴定,综合性能达到国际领先水平。项目成果在郑州、福建、上海、青海等地实现工程应用，促进了配电开关设备向低碳、绿色环保方向发展。