随着先进电子及高频通信技术的发展，聚酰亚胺薄膜作为重要的聚合物绝缘材料面临越来越高的导热性能要求。传统聚酰亚胺薄膜的本征导热系数较低，无法满足电子元器件的快速散热需求。近年来，研究人员对导热聚酰亚胺薄膜材料开展了大量研究，通过加入无机导热填料获得了具有良好导热性能的聚酰亚胺基复合薄膜。本文综述了国内外在导热聚酰亚胺绝缘薄膜材料方面的最新研究进展，详细讨论了聚酰亚胺/导热填料复合薄膜的导热行为，系统阐述了导热性能的影响因素，包括填料类型、尺寸、加入量、填料与基体的界面相互作用等，并对高性能聚酰亚胺基导热绝缘薄膜材料面临的技术挑战进行了总结与展望。

大型发电机高导热主绝缘材料中最重要的成分是高导热环氧胶黏剂，BN粉体作为高导热环氧胶黏剂的重要组分，在提高环氧树脂导热性能的同时，对其他性能也会产生影响。本文对国内外关于高导热主绝缘材料的研究成果进行了分析总结，发现BN粉体能有效抑制BN/环氧复合材料内空间电荷的产生和聚集，并且降低BN/环氧复合材料的空间电荷的阈值电场；BN粉体的加入会降低环氧/BN复合材料的电气强度，相同BN质量分数下，微米BN/环氧复合材料的电气强度更低；相同BN质量分数下，纳米级BN比微米级BN能更有效地降低复合材料的电导率；对复合材料表面进行充电处理会降低材料表面闪络电压值。并提出了国内大型发电机主绝缘材料中的高导热胶黏剂的研究方向。

导热高分子复合材料基体和填料形成的界面会影响复合材料整体的导热性能。然而受到传统测试技术的限制，很难从微观角度更深入地研究界面导热机理。本文利用扫描热显微镜（SThM）研究了氮化硼（BN）/低密度聚乙烯（LDPE）复合材料的界面导热机制，对BN/LDPE复合材料的界面热学性质进行了定量分析，并通过有限元仿真模拟了SThM的测试过程，揭示了无机-有机界面处的界面热传导过程。结果表明：随着BN颗粒含量的增加，复合材料的热导率也随之提高。当BN的质量分数达到20%时，复合材料的热导率提高了约22%。采用SThM得到了微纳尺度样品形貌和反映热学性质的电压分布图像，发现BN/LDPE复合材料的热导界面宽度为150～200 nm。在两个BN颗粒相互接触的地方，显示高导热区间增大，热导界面宽度变化较小。通过测试标样获得了热导率与输出电压平方的拟合关系曲线，并计算得到BN/LDPE复合材料的界面热导率为0.33～39.81 W/(m·K)。仿真结果表明探针针尖能够区分填料、界面以及基体，复合材料的导热性能随着界面宽度和热导率的增大而提高。

通过多尺度氧化铝、纳米氧化锌单一填料填充以及两者复合填充三元乙丙橡胶，研究导热填料对三元乙丙橡胶复合材料拉伸强度和导热系数的影响，制备具有较高力学性能的三元乙丙橡胶导热复合材料，并测试了其绝缘性能。结果表明：使用多尺度氧化铝、纳米氧化锌复配填充，且两者的填充量均为200份时，得到的复合材料导热系数达1.16 W/(m·K)，拉伸强度达5.01 MPa，撕裂强度达21.12 N/mm。

为了综合提升聚合物复合材料的介电、绝缘和导热性能，基于氮化硼纳米片（BNNS）改性聚偏二氟乙烯-六氟丙烯（P(VDF-FHFP)），利用逐层溶液浇注法制备了三层结构的P(VDF-HFP)/P(VDF-HFP)-BNNS/P(VDF-HFP)复合材料，其中上、下层为P(VDF-HFP)薄膜，中间层分别为体积分数为0、1%、3%、5%氮化硼纳米片（BNNS）改性的P(VDF-HFP)-BNNS薄膜，并对复合材料的性能进行分析。结果表明：添加1% BNNS改性的三层聚合物复合材料介电性能较纯P(VDF-HFP)试样和添加1% BNNS改性的单层复合薄膜均有明显提升，在1 000 Hz时其介电常数为8.52，介质损耗因数为0.022，并且具有更优异的电击穿性能和导热性能；其电气强度为452.6 MV/m，较纯P(VDF-HFP)试样和添加1% BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了17.3%、24.9%；其热扩散率为0.04 mm²/s，较纯P(VDF-HFP)试样和添加1% BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了25%、5.3%。

采用微米和纳米氮化硼（BN）为填料，制备了微纳掺杂环氧/BN复合绝缘材料，并对BN掺杂总量一定时，环氧/BN复合绝缘热导率和击穿特性随纳米BN掺杂量的变化进行研究。结果表明：当控制BN掺杂总质量分数为20%时，随着纳米BN含量的增加，复合绝缘的热导率略有下降，工频电气强度先上升后下降，厚度为0.2 mm的试样在8 kV、25 kHz高频双极性方波电压下的耐压时间缩短。纯微米BN掺杂的环氧复合材料热导率最大（0.83 W/(m·K)），且在高频双极性方波电压下的耐压时间最长（193 s），分别比纯环氧树脂提高了277%和408%；当纳米BN的质量分数为1%时，环氧复合绝缘的工频电气强度最高，为131 kV/mm，比纯环氧树脂提高了27%。因此，对于微/纳米共掺杂环氧复合体系而言，纳米颗粒的加入主要有助于提高复合材料的工频电气强度，但会使复合材料的热导率下降，缩短其在高频双极性方波电压下的耐压时间。

针对HX_D1型机车高压穿墙套管的结构特点，采用COMSOL有限元法对某进口高压穿墙套管及国产高压穿墙套管进行电场仿真，然后结合该进口高压穿墙套管的应用情况，采用自动压力凝胶（APG）成型技术进行国产化研制，对比测试了两者的电气性能，并开展冷-热油循环、振动冲击、高低温交变等环境适应性试验。结果表明：国产高压穿墙套管结构设计合理，具有良好的环境适应性，适用于HX_D1型机车牵引变压器领域。

为了研究纳米Al₂O₃对环氧树脂直流电树枝的影响，制备了环氧树脂及环氧树脂/Al₂O₃纳米复合材料，采用针-板电极对试样进行电树枝试验及局部放电检测，分析了直流电树枝的起树、生长及老化对应的局部放电情况。结果表明：添加纳米Al₂O₃颗粒能够降低环氧树脂中直流电树枝的起树概率和生长速度，当Al₂O₃的质量分数小于3.0%时，其含量越高，抑制电树枝的能力越强。此外，电压上升速度越快，环氧树脂直流电树枝的引发概率越高。试样中的电树在加压时间约为1 800 s时会出现滞长现象，且电树枝均为枝状电树。局部放电是环氧树脂直流电树枝老化的一个重要原因，局部放电脉冲簇主要出现在每个周期电压上升和下降的阶段，推测原因是在这两个阶段电树枝快速生长。通过对比纯环氧树脂和Al₂O₃质量分数为1.0%的环氧复合材料试样的局部放电测试结果，发现纳米Al₂O₃能够抑制电树枝发展过程中的局部放电，导致放电脉冲幅值降低并且出现更多局部放电稀疏的区域，说明纳米颗粒可以通过抑制局部放电来抑制电树枝的发展。

在进行直流电缆的绝缘结构设计和优化时，其电场分布特性是重要的参考依据。通过COMSOL仿真软件建立了320 kV直流电缆的简化模型，并研究其稳态和暂态电气特性规律，然后通过试验对仿真模型的可靠性进行验证。结果表明：以导体最高温度和绝缘层内外表面最大温差为约束条件，当环境温度低于12℃时，直流电缆载流量的决定性因素为绝缘层的内外温差（20℃），当环境温度高于12℃时，直流电缆载流量的决定性因素为导体最高工作温度（70℃）；在仿真操作冲击试验、雷电冲击试验及绝缘温差30℃下负荷循环试验过程中，分别得出暂态和稳态最大击穿场强为58 kV/mm、25 kV/mm，对比直流绝缘材料性能参数可知直流电缆结构满足设计要求。试验表明COMSOL多物理场仿真模拟对于直流电缆的结构设计具有重要的指导意义。

复合绝缘横担具有轻质高强的特点，可起到缩减线路走廊面积，加强电网绝缘能力等重要作用，其内绝缘界面电气绝缘性能关系着电力系统的安全稳定运行。本研究在IEC 62217：2012基础上，对内填充型复合横担的界面试样进行144 h的水扩散试验，测量不同阶段的泄漏电流和击穿情况，结合试验结果分析绝缘横担试样在水扩散试验条件下的界面老化特性。结果表明：当水扩散时间为144 h时，试样的泄漏电流高达20 mA，是未经水扩散试验试样的1 000倍，其界面击穿时间比未进行水扩散试验的试样加快了65%，水分子高温扩散作用下对界面具有破坏效应，且水扩散时间越长，对聚氨酯/芯棒界面的破坏程度越大。

研究了YD319G3环氧改性不饱和聚酯浸渍漆的常规性能、黏度特性、凝胶特性、贮存稳定性以及在某型号直驱永磁同步风力发电机的产品局部模型及产品上的应用情况。结果表明：YD319G3浸渍漆具有低毒、低挥发特性，满足大型风力发电机的VPI绝缘处理工艺要求，浸漆后的模型及产品具有良好的绝缘性能，是一款适用于风力发电机VPI处理的浸渍树脂。

在安装电缆附件时，通常会在电缆附件硅橡胶（SR）绝缘和电缆本体交联聚乙烯（XLPE）绝缘的界面处涂覆硅脂，硅橡胶吸收硅脂后会对界面压力产生影响。采用实验和仿真相结合的方法对电缆接头SR和XLPE之间的界面压力进行研究，通过实验测得硅橡胶吸收硅脂后弹性模量的变化，并将其分配到三维模型中进行仿真。结果表明：硅脂环境下，硅橡胶扩张程度越大，质量变化率越大，弹性模量越小。电缆接头SR和XLPE之间的界面压力随吸收硅脂时间的增加而减小；电缆接头扩张程度越大，界面压力越大，界面压力的降低速度越快；界面压力随摩擦系数的增加而略微减小。

通过对双馈电机定子线圈在不同周期冷热循环后进行绝缘性能对比分析以及在不同高频电压下进行寿命评估，对双馈电机定子线圈的耐冷热冲击及高频脉冲电老化性能进行研究。结果表明：冷热循环对双馈电机定子线圈的绝缘性能影响不大。随着高频电老化时间增加，线圈的介质损耗因数以及介质损耗增量均有所增大，绝缘电阻先减小后增大。高频脉冲后线圈的起始放电电压较未老化线圈有所下降，外推出定子线圈高频脉冲电老化寿命大于30年。

在施加和撤去不同强度的直流电场下，研究了不同类型变压器油所构成的油纸绝缘体系空间电荷的积聚和消散特性。结果表明：与石蜡基变压器油相比，环烷基变压器油具有更高的环烷烃含量和适宜的芳烃含量，以及更高的电荷迁移速率，由它们构成的油纸绝缘体系在施加和撤去高压直流电场后，油纸之间电荷积聚量更小且更容易消散，从而有利于换流变压器中油纸绝缘材料中电荷的消散。

本研究以±400 kV高压直流模型电缆为研究对象，开展了直流耐压试验和冲击耐压试验，获取模型电缆在最高运行温度下的直流击穿电压和冲击击穿电压，求解其在直流击穿电压和冲击击穿电压下的电场分布；基于平均场强法和最大场强法分别设计±400 kV高压直流电缆绝缘厚度，并计算了直流电压和冲击电压下绝缘层电场分布；通过对比±400 kV高压直流电缆和模型电缆的电场分布，最终得出了±400 kV直流电缆绝缘厚度。结果表明：采用平均场强法进行高压直流电缆绝缘厚度设计时，绝缘厚度取决于冲击电压；而采用最大场强法进行绝缘厚度设计时，绝缘厚度取决于直流电压。

电气设备局部放电在线监测通常在工频正弦波交流电压下测量，而离线局部放电试验则可以采用某些非工频电压和非正弦波电压激励。本研究以3种非正弦波电压为激励，即对称三角波电压、对称梯形波电压和近似方波电压，测量云母-环氧介质表面间空气间隙产生的局部放电，结合云母-环氧介质的频域介电谱测量，研究不同电压波形激励时环境温度对局部放电特性的影响。结果表明：3种电压波形激励下的放电起始电压均随着温度的升高而显著下降；三角波和正弦波电压下的局部放电特性随着温度的升高并无显著变化；随着温度的升高，平均放电量呈现较为规律的上升趋势，增加量与线性电压上升率的变化成正比；最大放电量在近似方波下较高，并随着温度的升高有明显增加的趋势；电压波形中水平电压阶段出现的局部放电活动受到环境温度的影响最为明显，近似方波中该阶段的平均放电次数和平均放电量随着温度的升高在整体上近似成指数增长趋势。

对油纸试样进行加速热老化处理，根据聚合度变化将其老化过程划分为5个老化阶段；基于气隙放电模型进行局部放电试验，采集不同老化阶段油纸试样的PRPD图谱；利用统计算子提取特征量，采用因子分析法（FAM）对原始特征数据降维，比较降维前后特征数据的聚类特性；建立概率神经网络（PNN）模型识别油纸绝缘的老化阶段，作为对照，搭建反向传播（BP）神经网络模型以及支持向量机（SVM）模型，使用相同的数据对其进行训练，比较三者的识别结果。结果表明：老化会导致纸板内部产生孔隙，从而促进局部放电的发生；与其他模型相比，FAM-PNN模型在识别准确率和运算效率上具备明显优势，使用FAM-PNN模型可以准确高效地对变压器油纸绝缘的老化状态进行评估。

复合绝缘子的老化特性常通过实验室加速老化试验获得，但该方法很难模拟实际多样的复杂环境，且加速老化与自然老化的等效性有待进一步验证。本研究选取宁夏地区不同运行年限和运行环境的153支在运复合绝缘子开展多项试验，从硅橡胶材料理化特性、绝缘子电气特性和力学特性3个方面研究其自然老化规律。结果表明：运行年限、污秽度及污秽成分是影响硅橡胶材料老化的主要因素，化工污秽会加速材料老化；相同运行年限下，绝缘子电气和力学性能的劣化程度较硅橡胶材料理化特性的劣化程度低，在重污秽区运行超过15年的绝缘子芯棒还能保持较好的性能，芯棒与护套、芯棒与金具的交接处分别是绝缘子电气和力学性能的薄弱点；厂家配方和工艺是影响绝缘子自然老化的重要因素，低质量批次绝缘子可能出现集聚性性能退化。在复合绝缘子运维抽检中应重点关注重污秽区或化工污秽区运行年限长的绝缘子，并注意对同厂家批次出现性能集聚退化的在运复合绝缘子进行补充抽检。