近年来，配网用气体绝缘成套开关设备发展迅速，已形成系列化高新技术产品。常使用SF6气体作为绝缘介质，但其温室效应潜能值（GWP）是CO2的23,900倍。随着国家“碳达峰、碳中和”目标的提出，环保气体绝缘成套开关设备成为行业急需，该产品的开发存在四大难点：1）断路器弹簧操动机构负载大，分合闸过程零部件易振动损伤，不能保证零部件间精准定位，产品整体稳定性有待提高；2）传统刀闸式三工位回路动静触头连接不可靠，三工位驱动机构存在因操作力过大造成开关损伤的风险；3）断路器及三工位主回路对中性差，三工位无法正常动作；4）N2的临界击穿场强为SF6气体的1/3左右，采用N2替换SF6气体，对产品的绝缘性能提出更高要求，需同时兼顾外形尺寸及绝缘性能要求。通过本项目的研究与实施，取得以下原创性成果： 1. 设计了一种充气柜用高可靠、模块化真空断路器 断路器主回路采用真空灭弧室固封技术，操动机构采用一体式铸铝机架，有效吸收分合闸过程中机构零部件振动能量，降低零部件损伤，同时将功能单元模块化设计。 2. 设计了一种充气柜用“双孔力控直插式”三工位开关 开关本体采用直插触指连接，有效解决了三工位开关动静触头连接不可靠的问题；创新设计了“双孔自动脱扣”驱动机构，双孔操作解决了手动操作中间位置机构无法机械定位问题，同时可实现自动脱扣。 3.设计一种环网柜用组合式开关 将断路器主回路与三工位主回路一体式浇注，实现了开关回路的一体式，规避了由于装配及气箱变形产生的主回路对中性不好的风险。 4. 设计了一种棒型榫接高压回路结构 创新设计的棒型榫接主回路结构实现零表压下绝缘要求，整机局放值小于10pC，解决了环保气体替代SF6导致的绝缘性能下降与产品体积难以兼顾的难题。 该项目获授权专利13项；发表学术论文10篇。项目成果通过中国电工技术学会鉴定，达到国际领先水平。荣获天国家专利密集型产品及平高集团有限公司科技进步奖。项目研制的开关设备成功应用于天津、辽宁、河北、山东、江苏、湖南、陕西、青海、西藏等省市地区，运行安全可靠。近三年共新增合同额七千余万元，单台产品减少碳排放8.5千克，助力国家实现“双碳”目标。