高压电缆需要通过电缆附件与输电系统进行稳定可靠的连接，电缆附件增强绝缘主要采用硅橡胶（SIR）和三元乙丙橡胶（EPDM），SIR和EPDM具有良好的介电性能和力学性能，但随着高压输电等级的不断提高，电缆附件电学性能的发展也需紧跟时代的步伐。为此，本文综合国内外研究现状，论述了高压电缆附件增强绝缘用SIR和EPDM电学性能的影响因素，分析了改善电学性能的研究进展，阐述了双层绝缘介质界面电学性能研究进展，最后总结了高压电缆附件用橡胶基增强绝缘电学性能改性的难点，并对高压电缆附件用橡胶绝缘材料的未来研究趋势进行了展望。

故障类型的模式识别以及状态评估对于故障诊断和维修至关重要。不同缺陷类型将产生具有差异性的局部放电信号，缺陷的严重程度以及局部放电的演变过程同样会引起局部放电信号的改变，这种情况能够转化为不同严重等级和发展阶段的模式识别，模式识别属于典型的分类问题。本文对模式识别和状态评估这类分类问题进行综述。相比基于数理统计的分类结果，人工智能算法实现了接近100%的识别准确率。然而当前研究中仍存在一些不足，对此本文给出了解决策略并对未来的研究方向进行了展望。

为了获得兼具良好电阻率非线性特性和较高击穿特性的硅橡胶复合介质，制备了钛酸铜钙（CCTO）陶瓷粉体，按体积分数分别为3%、5%、10%掺入双组分液体硅橡胶中，分别获得纯硅橡胶和不同CCTO掺入量的CCTO/硅橡胶复合介质。对该复合介质进行微观结构表征、介电谱特性测试、直流击穿性能测试、直流非线性电阻率测试，最后通过建立高压直流电缆终端仿真模型，对复合介质的应用性能进行对比。结果表明：CCTO陶瓷粉体特征衍射峰明显，粉体粒径约为500 nm；随着CCTO陶瓷粉体掺入量的增加，CCTO/硅橡胶复合介质的介电常数随之增加，直流击穿强度下降，电阻率非线性特性明显增强；随着电阻率非线性特性的增强，电缆终端应力锥增强绝缘中的电场强度下降明显，当复合介质中CCTO陶瓷粉体体积分数为5%和10%时，复合介质可作为高压直流电缆附件应力锥的增强绝缘材料。

采用溶液共混法制备了以碳纳米管（MWCNTs）、氧化锌晶须（T-ZnOw）为填充材料，以聚乙烯醇缩丁醛（PVB）为基体材料的MWCNTs/T-ZnOw/PVB复合材料，并利用瞬态电热技术（TET）测量了材料的热扩散系数。研究了填料不同质量分数、加热处理时间和温度、紫外线加速老化对复合材料导热性能的影响。结果表明：在填料总质量分数不变的情况下，复合材料的导热系数随着MWCNTs含量的增加先增大后减小。复合材料热处理时间为1 h时，随着热处理温度从80℃上升到140℃，复合材料的导热系数先减小后增大。当复合材料热处理温度为140℃时，加热1 h后导热系数增大，但随着加热时间的延长，导热系数减小。对复合材料进行紫外光照射加速老化，随着光照时间的增加，材料的导热系数呈减小趋势。

为了研究绝缘母料加工温度对高压直流电缆绝缘料性能的影响，选用3种加工温度制备绝缘母料，并对采用3种绝缘母料制备的直流电缆绝缘料性能进行了研究。先开展洁净度检测，再通过全反射红外光谱分析了洁净度检测出的晶点的化学键结构，最后对比了3种直流电缆绝缘料的电气性能和力学性能。结果表明：采用加工温度过高的绝缘母料的直流电缆绝缘料中有更多的晶点，且部分晶点为淡黄色；与半透明的晶点相比，淡黄色晶点的红外光谱上并未出现较强的吸收峰，但过高温对直流电缆绝缘料的电气性能有较大的负面影响，而对力学性能的影响较小。

采用间位芳纶树脂对聚酯亚胺绝缘漆进行改性，制得了一种牵引电机用耐高温绝缘漆。研究了间位芳纶树脂对绝缘涂层附着力、电气性能、阻燃性能和耐热性能的影响。结果表明：当间位芳纶树脂用量为15%时，绝缘涂层的电气强度达65 kV/mm，附着力达12.9 MPa，氧指数可达28.7%，在220℃下经500 h耐高温试验后漆膜无开裂脱落，仅轻微变色，可满足牵引电机的使用要求。

根据全玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）输电塔头对连接件紧固强度、绝缘性能的特殊要求，进行GFRP绝缘紧固件研制。设计开发了一种中高温固化环氧团状模塑料（BMC），通过双酚A/双酚F环氧树脂共混改性，使材料体系具有较低的起始黏度，测试添加不同比例Al(OH)₃、滑石粉、SiO₂填料后试样的机械强度、吸水率，确定满足模压工艺要求的材料体系。对优选材料体系配方进行非等温DSC测定，采用T-β外推法及建立正交试验，评价优化并最终确定成型工艺参数。结果表明：采用优选材料体系、成型工艺参数制备的产品，破坏载荷、剪切强度及电性能均满足设计要求，说明该材料体系适用于制造电气性能较高的GFRP紧固结构件。

为将频域介电谱测试技术应用于大型电机定子线棒绝缘老化状态的无损检测中，在热、电、机械等多因子联合作用下对定子线棒环氧云母绝缘进行加速老化试验，测试不同老化程度试样的频域介电谱。采用最小二乘法提取频域介电响应的Davidson-Cole模型参数作为特征参量，采用特征参量分析环氧云母绝缘的老化程度。最后通过拟合建立特征参量与老化时间的关系。结果表明：环氧云母绝缘的介质损耗因数tanδ随老化程度的增加而增大，尤其在频率为10^-3～10^-1 Hz有明显的增大趋势；Davidson-Cole模型提取的特征参量β和τ可用于表征绝缘的老化程度，β随老化时间的增加线性减小，τ随老化时间的增加呈指数函数减小，Δε随老化时间的增加明显增大。通过τ与老化时间的拟合关系，得出了定量表征绝缘老化程度的公式，可以考虑作为老化程度评估的经验公式。

为了更好地应用重复脉冲法（RSO）对发电机转子绕组匝间绝缘缺陷进行定量评估，利用发电机检修时机对转子进行了不同位置、不同短路匝数、不同短路阻值下的匝间短路模拟试验，采用RSO试验仪测试得到两极响应波形和特征波形，提出了电压偏差率、时间偏差率和故障严重程度因子3个特征参数对特征波形进行研究。结果表明：RSO可以用于定量评估转子匝间绝缘缺陷的严重程度，可根据特征波形的电压幅值和电压偏差率快速判断出转子绕组的故障类型，根据时间偏差率基本可以实现故障位置的定位。RSO特征波形的电压幅值与短路匝数基本呈线性正相关关系，与短路电阻值和中心时间均呈指数函数关系，故障严重程度因子与短路匝数呈线性正相关关系。根据分析结果提出了两种定量评估转子匝间绝缘缺陷严重程度的方法，可用于准确评估转子匝间绝缘状态。

为了研究电缆中间接头绝缘老化对交联聚乙烯/硅橡胶复合界面典型缺陷处电场分布的影响，采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了10 kV电缆中间接头仿真模型，计算了绝缘老化前后复合界面存在导电杂质、划痕和水分3种缺陷时的电场分布，并结合仿真结果对电缆本体绝缘中水树枝的生长变化进行分析。结果表明：3种缺陷均会导致复合界面缺陷处发生明显的电场畸变，绝缘老化会造成界面处电场强度增大，同时加大缺陷对电场分布的影响。水树枝引发后末端电场畸变严重，随着水树枝的生长发展，树枝之间相互靠近的区域电场强度减小，但局部电场集中现象依然存在。

为探究环氧云母绝缘老化过程中的光学特性，对发电机定子线棒环氧云母主绝缘进行了电-热加速老化处理，测量了不同电压及温度下线棒试样的蓝光白度值，分析了老化对环氧云母绝缘材料光折射率和吸收系数的影响，利用回归分析确定了蓝光白度值与老化时间的方程关系，并通过t检验证明方程的有效性。最后，利用蓝光白度值的变化特性结合Fallou模型对环氧云母主绝缘的绝缘寿命进行拟合分析。结果表明：环氧云母绝缘的蓝光白度值随绝缘老化程度的加深不断下降，利用Weibull分布概率值结合Fallou模型可以实现环氧云母绝缘的寿命评估。

对绝缘纸热老化行为及其纤维素纤维折射率在热老化过程的演变规律进行了探究。分别在120℃和130℃下对油纸试样进行加速热老化试验，测得了不同老化时期的聚合度、糠醛含量、碳氧气体含量等特征量，探究其变化规律。根据试验中绝缘纸结晶度的变化趋势，对其折射率变化情况做出合理推论，并通过阿贝折光仪进行进一步分析。最后基于色散染色法，探究热老化时油纸纤维素纤维折射率的演变规律。结果表明：随着老化的进行，聚合度下降，糠醛含量、碳氧气体含量上升，绝缘纸的折射率和结晶度均变大，油纸纤维素纤维折射率也变大。可以考虑将纤维素折射率作为评估绝缘纸老化的新特征量。

采用电磁检测方法借助重复脉冲电压参数可调的高压脉冲电源构建脉冲电压下的绝缘局部放电检测平台，研究重复方波电压的频率变化对变频电机单点和多点匝间绝缘放电模型局部放电统计特性的影响规律。结果表明：随着频率增加，绝缘单点和多点放电幅值均显著减小，这可能是由放电后绝缘表面残留电荷分布特性发生改变、激发初始电子概率增加及表面温升增加等综合因素引起。根据研究结果，在进行电机绝缘放电检测时应仔细考虑方波脉冲电压频率对局部放电脉冲的影响，选择合适的电压频率以提升测试灵敏度和准确性。

传统的基于失效寿命数据的固体电介质绝缘可靠性评估方法，试验时间长、失效数据少且难以获取。针对这一问题，本文研究了基于加速性能退化试验数据的可靠性评估方法。首先，采用平均电荷密度作为性能退化特征量，分别在140、160、180 kV/mm场强条件下进行加速性能退化试验，获取性能退化数据。其次，计算得出各场强条件下交联聚乙烯（XLPE）绝缘材料的伪失效寿命并确定其统计分布。最后，结合虚拟增广理论对伪失效寿命数据进行扩充，利用统计分析方法对扩充后的数据进行分析。结果表明：采用加速性能退化试验方法进行XLPE绝缘可靠性评估，经理论计算得到样本可靠度、失效分布密度函数、平均寿命等性能可靠性指标。结合加速寿命模型理论推导出20 kV/mm稳定场强条件下该XLPE绝缘材料的预期寿命为15.3年，且到达预期寿命时可靠度为0.445 1。

依据电缆缓冲层结构，搭建了湿度环境可控的电缆缓冲层局部放电测试平台，设计了3种典型缺陷模型，采用脉冲电流法进行局部放电测试。结果表明：湿度变化对局部放电图谱几何形状影响较小，但对局部放电特征参数影响较大。随着湿度的增加，3种模型下的放电幅值均呈现先减小后增大的趋势。相同湿度与电压下，针板系统内局部放电活性高于其他模型，其在电压为180 V、湿度为90%时，最高脉冲幅值可达770 mV。

在昼夜温差大的地区，油浸倒立式电流互感器膨胀器内部容易形成负压，影响水分在油纸中的分布，进而影响油纸的绝缘性能。本研究采用间接法测定不同压力和温度下绝缘油中水分的饱和溶解度，基于测试结果采用递归最小二乘法拟合得出Arrhenius方程中油中水分饱和溶解度和温度及压力的关系，研究其影响规律。结果表明：负压导致油中水分饱和溶解度不断降低，且随着温度的升高，这种趋势愈加明显。负压导致油中水分析出形成油中悬浮水或向纸中转移。引入关于压力的平移因子n，建立了压力、温度、油中水分饱和溶解度的数学表达式。将油中酸值、温度和压力作为综合评估油中水分饱和溶解度的因素，建立了多因子的影响规律，其中油中酸值和压力的影响在一定程度上可互相抵消。应用以上研究成果可更准确地评估油浸倒立式电流互感器油纸绝缘的水分分布和绝缘状态。

分析采样周期、升压速度、过流断闸时间等因素在绝缘材料击穿电压试验过程中对击穿电压值的影响，采用合理的改进工艺或方法，消除或降低试验误差。结果表明：采用数字滤波、加权平均等方法有效降低了击穿电压测量结果的分散性，提高了动态测量的准确度。