本文介绍了高分子绝缘材料在功率模块封装中的研究与应用情况，包括有机硅凝胶、环氧灌封胶、环氧模塑料、塑料框架等材料，并对其性能指标和国内外研究现状等进行了阐述。最后对高分子材料在功率模块封装中的应用方向进行了展望，即优化使用工艺，提高产品稳定性和绝缘性能，开发耐温度冲击、热膨胀系数低、介电强度高的材料以及研究新型应用技术等。

局部放电会加速电力设备绝缘老化，是电力设备状态评估的重要监测指标。局部放电的研究领域主要包含放电信号的去噪、缺陷类型的模式识别、设备状态评估以及放电源的故障定位，其中人工智能算法能够有效解决局部放电检测中的非线性拟合和最优解等问题。本文介绍了局部放电的检测手段，对人工智能算法在局放信号去噪和放电源故障定位两部分中的应用进行了综述，并指出了当前研究中的不足之处和解决策略。

针对轨道交通领域应用的需求，分别对自制A766芳纶绝缘纸及国内外同类型芳纶绝缘纸进行性能对比研究。结果表明：A766芳纶绝缘纸与进口芳纶绝缘纸的成分与结构基本一致；A766芳纶绝缘纸的温度指数TI为223℃，氧指数为30.2%，烟密度为1.4，烟毒性为0.875，满足防火等级R22项HL2级和R23项HL2级标准；A766芳纶绝缘纸浸水耐压保持率更高，0.05 mm芳纶绝缘纸保持率可达83.5%，0.13 mm芳纶绝缘纸保持率为73.8%；肖恩试验结果显示，A766芳纶绝缘纸的抗铜铝导体热氧老化性能与进口芳纶绝缘纸表现基本一致。因此，A766芳纶绝缘纸满足轨道交通领域应用要求。

固化剂作为连接环氧树脂分子链的纽带，其分子结构会影响环氧树脂的各项性能。本文通过调控固化剂中脂环胺与聚醚胺的比例，综合探究了固化剂分子结构对环氧薄膜热学性能、极化特性、电荷输运特性及储能性能的影响规律。结果表明：随着固化剂中刚性脂环胺比例的增加，环氧树脂的热稳定性显著增强，介质损耗降低，这主要是因为刚性基团的增加能有效限制分子链段的转向过程和载流子迁移过程。同时，随着脂环胺比例的增大，环氧薄膜的电气强度及充放电效率先提升后下降，其中F51/AP1.6的电气强度、储能密度与充放电效率最高，这与其较为稳定的分子结构、较低的介质损耗以及极高的深陷阱密度有关。

以双酚A型环氧树脂、磷系阻燃剂、氢氧化铝和分子筛为主剂，以有机酸酐和促进剂作为固化剂制备一种无卤阻燃薄膜电容灌封材料。研究了不同阻燃剂及添加量对灌封材料玻璃化转变温度、阻燃性能和电容耐久性能的影响，并确定了无卤阻燃薄膜电容灌封材料最佳配方。结果表明：按无卤阻燃薄膜电容灌封材料的最佳配方制备的灌封材料玻璃化转变温度为104℃，阻燃等级为V0，电气绝缘性能佳。以此灌封材料灌注的薄膜电容可以通过1.2倍额定电压、双85（85℃/85%RH）条件下600 h的耐久性试验，试验前后电容变化率为3.93%。

为了更好指导复合绝缘横担的应用，通过试验对比研究了方管复合绝缘横担及方棒复合绝缘横担的雷电冲击电压、湿工频闪络电压、污秽闪络电压及污秽覆雪闪络电压的变化情况。结果表明：10 kV方管复合绝缘横担的50%干雷电闪络电压为388.3 kV，高于方棒复合绝缘横担的370.0 kV，但方管复合绝缘横担的湿工频耐受电压、污秽工频耐受电压及污秽覆雪闪络电压均低于方棒复合绝缘横担，最后提出了不同运行环境下复合绝缘横担差异化的应用方案。

本文利用介质阻挡放电（DBD）试验平台产生低温等离子体，用低温等离子体改性聚酰亚胺（PI）纳米复合薄膜，对低温等离子体改性前后的纳米复合薄膜进行表面形貌、化学键结构、表面电导及耐电晕性能测试，研究薄膜表面特性的变化规律。结果表明：表面改性后，纳米复合薄膜表面逐渐变粗糙，并出现微孔、不连续凸起物。合理的等离子体改性时间可以在薄膜表面引入极性基团。随着改性时间的增加，接触角逐渐减小，表面能和表面电导率逐渐加大，耐电晕寿命增加到一定程度随后逐渐减小。当等离子体改性时间为 10 s时，改性后的纳米复合薄膜的耐电晕寿命比未改性的纳米复合薄膜提高了15.7%。经过低温等离子体改性后，纳米复合薄膜表面相比纯PI薄膜表面更加均匀，改性后的纳米复合薄膜具有表面能小、表面电导率大的特性。较大的表面电导率会加快纳米复合薄膜表面电荷消散的速度，避免局部场强的集中产生表面放电，从而提高了薄膜的耐电晕寿命。要获得相同的改性效果，纳米复合薄膜需要的低温等离子体处理时间比纯PI薄膜稍长。

首先采用超低频（VLF）介损测试法和显微镜观察法分析退运电缆的绝缘水平，然后通过修复系统向电缆缆芯注入有机-无机复合修复液。修复24 h后，通过扫描电镜（SEM）和红外光谱（IR）两种微观测试方法对生成的填充物进行分析，并采用VLF介损测试法和击穿电压测试法对修复后的电缆绝缘水平进行分析。微观测试结果表明：注入有机-无机复合修复液后，修复液在电缆绝缘层内部渗透和反应过程中会填充微孔和缺陷，修复后电缆绝缘中的微孔数量和尺寸均小于未修复样本，同时表征水分的羟基特征峰明显降低。VLF介损测试结果表明，修复后的电缆各项性能指标增强，击穿电压得到了提高。证明有机-无机复合修复技术能够有效提升现场退运电缆的绝缘性能并延长电缆绝缘寿命。

直流硅橡胶绝缘子积污后对其绝缘性能和使用寿命有重要影响，一般通过带电清洗剂进行清洗，而在带电清洗剂下的溶胀效应带来的不利影响是有待解决的关键问题。对1、2号两种带电清洗剂挥发速率、硅橡胶在不同带电清洗剂清洗前后的溶胀性以及憎水性的变化进行了试验研究，并探讨了相应的机制。结果表明：1、2号带电清洗剂在25℃时的挥发速率分别为1 095.78 g/(h·m²)和108.01 g/(h·m²)；硅橡胶溶胀度随时间的增加而增大，溶胀10 h后达到饱和，饱和后的硅橡胶溶胀指数分别为55%和130%；1号带电清洗剂会削弱硅橡胶的憎水性，经过10 min浸泡，接触角下降了14%，2号带电清洗剂能增强硅橡胶的憎水性，经相同时间浸泡，接触角上升了6%，因而挥发性优良的带电清洗剂可以降低溶胀对硅橡胶绝缘子的不利影响。

采用高温加速老化的方法，在210℃下对制备的硅橡胶基阻燃输电绝缘子样品进行不同时间的热老化试验，并使用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、接触角测试仪对样品性能进行测量表征。结果表明：随着老化时间的延长，样品中含有的三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）阻燃剂颗粒不断分解，在样品表面形成大量孔洞，氨基和羟基官能团的红外吸收峰强度不断减小；使用不同溶液测得的接触角都呈下降趋势，其中盐溶液与酸液对疏水性的侵蚀更加严重；利用Hallberg-Peck模型与接触角推算出水条件下硅橡胶绝缘子的寿命为16.6年，酸雨条件下硅橡胶绝缘子的寿命为10.4年，海水条件下硅橡胶绝缘子的寿命为10.2年。

针对南方地区湿热气候条件下复合绝缘子硅橡胶快速老化的问题，在实验室对硅橡胶进行了300、500、1 000 h的盐雾老化试验。采用飞行时间二次离子质谱检测了不同老化程度硅橡胶表面小分子基团的含量，结合憎水性测试与扫描电镜结果分析了硅橡胶的老化机理。结果表明：在硅橡胶表面检测到Si⁺、C₂H₅⁺、SiCH₃⁺、SiC₃H₉⁺、H^-、CH^-、O^-和OH^-等离子，硅橡胶的憎水性与烷基类小分子的含量正相关，盐雾的淋洗消耗了硅橡胶表面的烷基类小分子，导致憎水性下降。在盐雾气氛中，硅橡胶发生氧化与水解反应，Si-O、Si-C键发生断裂生成Si-OH，羟基化使硅橡胶的三维网状结构坍塌，分子聚合度下降。老化反应产生的H₂、CH₄等气体在硅橡胶表面形成空隙，使硅橡胶表面粉化、龟裂。

本研究首先制备了不同老化状态的油浸绝缘纸，在脉动直流电压下测量其击穿电压，并与交流击穿电压和直流击穿电压进行比较。通过测定油浸绝缘纸的聚合度、水分含量、介孔分布和裂缝特征，探讨不同老化状态下击穿电压的可能影响因素。结果表明：交流击穿电压最小，脉动直流击穿电压（脉动系数r=1/5）在油浸绝缘纸失效之前最大。在热老化过程中，击穿电压偶尔波动甚至升高，在直流电压和脉动直流电压下（r=1/5和1/3）的击穿电压随老化时间的变化趋势与交流击穿电压相反。油浸绝缘纸的含水量、吸油能力、纸结构的损伤都是导致击穿电压随老化时间变化的原因，但各因素影响的重要性随老化状态的不同而不同。

变压器内部局部放电的程度是反映变压器绝缘油老化程度、评估变压器油使用寿命的重要依据。本文采用两种不同试验方法、4种电极布置形式对6种不同含水量的变压器绝缘油进行了局部放电试验，分析绝缘油含水量、试验方法、电极布置形式对局部放电起始电压结果的影响。结果表明：局部放电起始电压不仅与液体电介质本身的物理和化学性质有关，也受到电极布置形式、含水量和试验方法的影响；其中试验方法影响了试验结果的分散性，水分由于改变了液体电介质本身的物理和化学性质，从宏观介电性能、微观电离过程两方面影响了局部放电起始电压，含水量越大，电极布置形式、试验方法对局部放电起始电压的影响越小。随着含水量的增加，影响绝缘油局部放电起始电压的主要因素由电极布置形式、试验方法转变为绝缘油物化性质本身。

污秽绝缘子在表面湿润达到一定程度时容易发生放电甚至闪络，此现象严重威胁着输电线路的安全稳定运行。本文针对绝缘子表面常见的3种不溶污秽成分SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，分别开展了不同环境湿度下的不溶物吸水试验和绝缘子闪络试验，并对试验结果进行了分析，探究环境湿度对不溶物吸水特性和绝缘子闪络特性的影响。结果表明：SiO₂的吸水性最好，Al₂O₃次之，Fe₂O₃吸水性极弱或无吸水性；SiO₂和Al₂O₃随着环境湿度的增加，吸水速度变快，且饱和吸水量增高；在饱和湿度下，SiO₂和Al₂O₃染污绝缘子的表面污秽容易随着水滴的滴落而流失；绝缘子污闪电压梯度随环境湿度的增大而减小，此种现象在湿度较低的情况下表现得愈加明显。

为了通过内置温度传感器实现复合绝缘子护套表面放电的检测，以硅橡胶平板为研究对象建立热路模型，实现以内部温度为判据的硅橡胶平板上表面温度的间接计算。首先依据传热学理论对硅橡胶平板建立热路模型，考虑到外界大气对流过程中非线性因素的影响，引入空气对流指数n对模型进行修正，并提出对流换热系数h的求解方法；然后模拟硅橡胶平板表面的发热情况开展温升试验，测量硅橡胶平板表面和内侧的温度数据，并将上表面的测量值与模型计算值进行比较。结果表明：采用本研究提出的计算模型，以内部温度为数据计算得到硅橡胶平板表面稳态温度的相对误差在10%以内，满足精度要求。

传统的电磁线外观缺陷识别采用人工检测，效率低且成本高。随着电机对电磁线外观质量要求的不断提高，有必要增强电磁线外观缺陷识别效能。本文研制了电磁线缺陷视觉识别系统，并对缺陷视觉识别系统的实际应用效果进行验证。结果表明：该缺陷视觉识别系统能提升薄膜烧结线外观缺陷的检出率，通过分析缺陷统计类型及数量，能及时发现原材料问题或电磁线生产工艺问题，从而及时制定纠正措施，降低薄膜烧结线的废品率。