结合我国高压直流海缆工程直流海缆选型、电压等级和输送容量的关系，以单位输送容量所需直流海缆原材料投入作为典型经济性指标，发现随着单回路直流海缆电压等级和载流量升高，直流海缆经济性呈上升趋势。通过对比不同路线提高电压等级和载流量后直流海缆耗材的变化，可知分别通过提高直流海缆绝缘电气水平和导体最高允许运行温度的方式实现电压等级和载流量提升对提高直流海缆经济性更为有效。此外选取导体最高运行温度为70℃的±525 kV直流海缆为典型规格，利用有限元仿真分析外加电压提高至972 kV和导体运行温度提高至90℃后直流海缆绝缘场强分布的变化，结果表明电压等级和导体运行温度的提高均会造成绝缘场强翻转后靠近绝缘屏蔽处的场强进一步升高，且二者存在协同作用，在此基础上，设定绝缘屏蔽与绝缘界面存在向绝缘内尺寸为0.125 mm的半圆形突起，有限元仿真结果表明该点的场强对比无突起情况增大了35.8%。

本文介绍了直流复合场对电树枝生长特性的影响规律，综述了温度和电场耦合条件下电荷输运对电树枝劣化的影响机理及环氧树脂纳米复合电介质电气性能的研究进展。

在270℃、70℃及90%RH、320℃条件下对PI纳米复合薄膜进行长时间多重老化，测试了不同老化阶段PI薄膜的厚度、介电谱、电导率、局部放电起始电压及绝缘寿命。结果表明：经270℃老化后，PI薄膜的绝缘性能并未发生明显改变；而高湿度环境会对PI薄膜的介电谱、电导特性及局部放电起始电压产生明显影响但并未缩短其绝缘寿命；320℃高温会使PI薄膜内部结构发生变化，从而使其绝缘寿命缩短约30%。

使用正温度系数（PTC）材料制成的用于限流的PTC电阻器件，可作为防止过流故障的无源元件。通过熔融共混法制备了4个不同体系的聚合物基PTC材料，研究导电填料的质量分数、偶联剂和补充导电填料对于聚合物PTC材料性能的影响；根据聚合物PTC材料的温度-电阻特性和传热方程，对其限流过程进行了仿真研究。实验结果表明：提高导电填料的浓度会导致复合材料的室温电阻率减小，使用硅烷偶联剂改性CB能够提高复合材料的PTC性能，多种填料共同作用能够调节复合材料的PTC性能。仿真结果表明，在一定假设条件下，PTC电阻器作为防止过流故障的无源元件，能够在较短时间内限制电力系统的短路电流。

分别采用两种改性氢氧化镁（MH）为阻燃剂与低密度聚乙烯（LDPE）复合，制备了低密度聚乙烯/改性氢氧化镁（LDPE/MH）阻燃材料，研究了阻燃剂对材料力学性能、阻燃性能、热稳定性、电性能的影响。结果表明：改性氢氧化镁阻燃剂的加入明显提高了材料的阻燃性能，但会降低其力学性能、热稳定性与电性能；采用氨基硅烷偶联剂改性氢氧化镁的低密度聚乙烯阻燃性能优于采用烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁的体系，但其对材料力学性能、电性能的不利影响更加明显。当烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁添加量为70份时，材料的综合性能较佳。

利用分子模拟技术研究了电场和温度对纳米SiO₂改性绝缘油中水分子扩散行为的影响。结果表明：电场会使水分子发生极化，使得水分子由原本的无序排列变为沿着电场方向的有序排列。因此，电场的加入减弱了水分子的布朗运动，降低了水分子在油中的扩散能力；而且电场的加入增强了水分子与油介质之间的静电作用力，其数值是无电场作用下的2～3倍，这也是电场作用下两者间相互作用能增大的主要原因。此外，在电场的作用下，模型的自由体积分数减小，温度对模型中O原子和H原子之间氢键的影响减弱。

将脂环族环氧树脂（OSC）与双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）共混，以甲基四氢苯酐（MTHPA）作为固化剂，通过分子动力学（MD）模拟构建了不同配比DGEBA/OSC环氧树脂共混体系，并制备了共混体系试样，采用仿真与实验结合的方法研究了共混体系的热力学性能。结果表明：随着OSC占比增加，共混体系的玻璃化转变温度（T_g）升高，DGEBA与OSC的摩尔比为6∶4时，T_g提高了30.7 K；体系的弹性模量及强度先升高后降低，在摩尔比为8∶2时达到最优。加入OSC可以减小体系的自由体积占比（FFV）和均方位移（MSD），使分子链段运动能力减弱；协同扭转能垒和内聚能密度（CED）的计算结果表明，分子链段刚性强、链段间相互作用力大的共混体系热力学性能更优异。

本文详细介绍了目前轨道交通变压器油方面的防火标准，主要从合成酯的防火安全性、环保性、耐湿性及后期换油维护方面阐述了合成酯作为轨道交通变压器油的必要性。

综合考虑直流GIL内部的传热及电荷积聚过程，研究建立了直流GIL电-热多物理场耦合模型。基于该模型，仿真计算了直流电应力和热应力耦合作用下，绝缘材料体积电导率对盆式绝缘子表面电荷积聚特性的影响规律。结果表明：将现有交流盆式绝缘子典型绝缘材料的体积电导率减小两个数量级，可以有效抑制绝缘子表面电荷积聚，但若过度减小绝缘材料的体积电导率反而会加剧盆式绝缘子的表面电荷积聚。

以4类典型气候条件（极干旱、半干旱、半湿润、湿润）的特高压直流输电线路绝缘子为研究对象，开展了绝缘子自然积污试验，获得了不同环境条件下特高压直流绝缘子的积污特性，揭示了不同伞型、不同憎水性表面绝缘子的积污特性。结果表明：从极干旱地区至湿润地区，绝缘子的灰盐比和不均匀积污系数均下降，湿润地区外伞型绝缘子与钟罩型绝缘子的等值盐密比为0.82，极干旱和半干旱地区耐张串复合绝缘表面与亲水性表面绝缘子等值盐密比分别为1.64和1.85。研究成果可为我国不同环境地区特高压直流输电线路外绝缘差异化设计提供依据。

对某核电厂核级电缆开展加速热老化试验，基于Arrhenius模型，采用断裂伸长率法和介质损耗频谱法获取核级电缆材料的表观活化能，研究活化能变化对电缆材料寿命评估的影响，然后分别基于固定活化能和变化活化能开发核级电缆材料的热老化基准曲线，并进行试验验证。结果表明：表观活化能随电缆材料的老化呈逐渐减小的趋势；表观活化能的微小变化会对电缆材料的寿命评估产生较大影响，基于变化活化能的热老化基准曲线更符合电缆材料的实际老化趋势，可用于核级电缆材料的老化寿命评估。

针对某电网公司22台变压器油中金属钝化剂不足的问题，采用自主研发的金属钝化剂添加装置添加金属钝化剂，并通过定期取样检测金属钝化剂含量和腐蚀性硫含量对添加效果进行验证。结果表明：添加金属钝化剂可以有效缓解腐蚀性硫对变压器的腐蚀，并指出了添加金属钝化剂过程中防止漏油、防止空气混入、控制注入流量及防止污染物进入等关键性问题。

在福建地区近海数十米区段内，10 kV架空绝缘导线出现了大量绝缘层烧蚀，甚至起明火现象，给线路运行和社会安全造成了极大的安全隐患。本研究调研绝缘导线烧蚀部位和地域分布特点，认为主要成因是近海地区线路发生了污闪放电。然后，根据现场取得的烧蚀导线样品分析烧蚀前后导线绝缘性能的变化。以10 kV架空绝缘导线模型为例，利用有限元分析和人工污秽试验，模拟线路污闪放电和绝缘层烧蚀的现象和发生机理。最后，根据本研究所阐述烧蚀现象的发生机理，提出针对性的防治措施。

为研究架空导线的径向温度场分布情况，首先以传热学理论为基础，根据导线的物理结构建立有限元三维仿真模型，并设计仿真实验，然后对仿真结果与实验结果进行对比分析。结果表明：自然对流条件下，导线径向温差最高可达10.4℃，不同方位上导线表面最大温差为3.4℃。自然对流条件下的仿真结果与实测值基本吻合，导线各层温度的相对误差均在±5%以内，验证了仿真模型的可靠性；强制对流条件下，仿真结果与实测值存在较大差异，说明不同散热条件引起的导线轴向传热对导线的径向温度场分布造成显著影响。出于保守考虑，工程测温中通过测得导线不同方位上的最大表面温度值乘以修正系数1.05～1.10即可得到导线线芯温度值。

对干式绝缘设备用环氧树脂试样进行老化实验，对不同老化程度的试样进行电气强度和介电谱实验，计算其活化能。发现随着老化程度的加深，环氧树脂的活化能呈现降低-升高-略有降低-升高的变化趋势，电气强度呈现曲折下降的趋势。通过阿伦尼乌斯方程得到的热老化加速因子（AF）可将高温加速老化时间转化为工作温度运行时间。以试样电气强度下降至起始值的50%作为材料寿命终结的标志，得到环氧树脂材料寿命终结对应的活化能为209.7 kJ/mol。建立了基于活化能判断环氧树脂类干式绝缘状态和预测寿命的方法，并以干式变压器为例提出了干式绝缘设备的介电谱测量接线方式和测试方法。对工程实际的干式变压器运用寿命预测方法，得到干式变压器的活化能为69.4 kJ/mol，预测其最少剩余寿命为36.5年。

采用实验与仿真结合的方式研究高频激励下柱-板电极结构在不同溶液浓度条件下的放电特性。通过实验方式测量气液两相介质阻挡放电（DBD）的放电特性，得到了不同溶液浓度和外加电压幅值条件下的电学特性和发光特性。在此基础上，结合气液两相放电物理过程，建立了与本实验对应的等效电路模型，通过实验与电场仿真结合的方式确定了模型参数，并在Simulink中建立电路仿真模型。通过仿真得到不同浓度和电压幅值下的电压电流波形及Lissajous图形，经仿真与实验结果对比，验证了仿真模型的正确性。利用上述模型进一步提取实验中无法直接获取的放电参量，如气隙电压、液相电压、放电通道电流及能量占比等。结果表明：溶液浓度对于实验得到的回路电压电流波形及发光特性影响不显著，然而通过仿真发现，气相及液相消耗能量的占比受其影响较大。随着溶液浓度的升高，尽管气相和液相功率都增大，但液相功率增加速度更快，导致液相能量占比显著增加，而通过提升激励源电压可提高气相能量占比，从而在一定程度上抑制液相获得的能量。