为了研发环保气体绝缘金属封闭开关设备，张晓星教授带领研究团队对SF6替代气体开展了系统研究。对环保型气体（C4F7N、C5F10O和C6F12O等混合气体）的物理化学特性、绝缘性能、分解特性、生物安全性及材料相容性等关键问题进行了大量的理论和试验探索，在多个创新点上取得突破，引起国内外电力行业的高度关注。根据研究结果提出了适宜在不同气体绝缘设备中使用的配比和气压值，与山东泰开电力开关有限公司深入合作，对现有设备结构、绝缘和密封材料进行改进和升级，并成功研制了10kV环保气体开关柜。研制的以C6F12O/CO2混合气体为绝缘介质的10kV开关柜在辽宁高压电器产品质量检测有限公司所属机械工业高压电器设备质量检测中心，顺利通过了所有型式试验项目，宣告国内首台具有完全自主知识产权的环保绝缘金属封闭开关设备研制成功。本研究课题已获批国家自然基金1项，国家电网总部科技项目1项以及南方电网技术研究项目4项。下一步将对环保型绝缘气体在高压气体绝缘设备的应用（110kV及以上）开展全方面研究。