聚偏二氟乙烯（PVDF）因具有出色的介电、压电和铁电特性而被广泛应用于储能、传感器和能量收集等领域。PVDF具有多种结晶相，不同晶型对应于不同的分子构象和物理特性。目前，关于在特定条件下何种PVDF晶相占主导、各结晶相所对应的形态特征以及对PVDF物理性能的影响等关键问题尚有争议。本文评述了PVDF的3种主要晶型（α、β和γ）结构特征和目前主流的表征方法，分析了准确建立PVDF多晶型“构-效”关系的难点和潜在途径，并对影响PVDF多晶型形成的因素及转化规律进行了综述。

聚乳酸（PLA）因其优异的可降解性、相容性、易加工性，并且机械强度高、无毒、无刺激性，目前被公认为是一类最具工业化应用前景以及研究最为广泛的绿色生物基可降解高分子材料。但是PLA结晶速率慢、结晶度低、耐热性差的缺点严重限制了其在对温度要求较高领域的推广与应用。本文主要从晶型改性、共混改性及交联改性等方面综述了当前国内外PLA耐热性研究的新进展，并对高耐热性PLA的未来发展进行了展望。

近年来高压电缆阻水缓冲层事故频发，已严重威胁到输电系统的安全性。本文对目前国内外缓冲层失效的相关研究现状进行综述，并提出可能的预防措施。首先，统计了近年来文献报道的电缆缓冲层烧蚀导致的失效事故，梳理了失效缓冲层存在的共同特征。然后，在介绍阻水缓冲层基本结构及作用的基础上，结合文献扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）及X射线衍射（XRD）实验结果对缓冲层中白斑现象进行解释，提出使用中性阻水粉可有效地抑制白斑的产生。根据缓冲层烧蚀的相关研究，将缓冲层烧蚀机理分为局部放电致烧蚀以及电流热效应致烧蚀，并讨论了研究中仿真建模存在的问题。最后，对现有缓冲层相关研究进行总结与展望，提出减小铝护套与缓冲层之间的空隙以及防止缓冲层受潮可有效减缓缓冲层的烧蚀，但如何实现需进一步研究。

为了评估国产环氧灌封胶在绝缘栅双极晶体管（IGBT）功率模块封装中的应用情况，选取两种国产环氧灌封胶进行了综合对比，包括对两种环氧灌封胶固化前黏度、密度和凝胶时间，固化后的基本性能、热性能、绝缘性能等的横向对比。分析两种环氧灌封胶的差异，利用其分别封装IGBT功率模块，并对所封装的IGBT模块进行了高温存储、低温存储及温度循环等环境测试。结果表明：两种环氧灌封胶不同的增韧机理、混合比例、固化温度、机械强度和T_g值对封装均存在一定影响，而CTE值是影响环氧灌封胶在IGBT模块封装应用的最重要参数。

交联聚乙烯（XLPE）绝缘料的交联流变特性可以反映绝缘料挤出过程中的过早交联现象和加工性能。绝缘料中的受阻酚抗氧剂不仅可以抑制挤出过程中的热氧化和降解，还可以有效地捕获自由基来抑制交联反应，从而改善聚乙烯熔体的加工性能。通过制备不同受阻酚抗氧剂种类和不同含量的绝缘料，测试140℃下剪切作用中绝缘料的扭矩与温度的变化，研究绝缘料的交联流变特性，并表征了绝缘料的交联度和交联副产物含量。结果表明：绝缘料抑制过早交联的能力越差，产生的凝胶越多，平衡扭矩越大。受阻酚抗氧剂可以抑制过早交联反应，相比于抗氧剂的分子量和空间位阻，单位质量的羟基数目与抑制过早交联的能力关系更为密切。

分别采用双螺杆挤出机和密炼机制备绝缘母料，再将绝缘母料制备成高压直流电缆绝缘料，通过透射电镜（TEM）和Image J软件定量分析直流料中纳米粒子的分散性能，并测试直流料的电气性能。结果表明：通过TEM图像的定性分析难以判断纳米复合直流料中纳米粒子的分布和分散程度，采用Image J软件可以提取TEM图中纳米粒子的特征数据，从而能够定量分析纳米粒子的分散性能；与采用密炼机制备绝缘母料的直流料相比，采用双螺杆挤出机制备绝缘母料的直流料中纳米粒子分布更均匀，分散更好，其电气性能更优。

在填充碱式硫酸镁（MHSH）晶须和氢氧化铝（ATH）共混物的基础上，分别添加硼砂、硼酸锌（ZnB）和微胶囊红磷（MRP）制备了多元协效阻燃的EVA/LDPE复合材料。采用热重分析仪、锥形量热仪、极限氧指数仪、扫描电镜及能谱仪、拉伸试验机、交流介质强度试验仪和高阻计等多种实验设备分析了含碱式硫酸镁晶须的多元协效阻燃剂对EVA/LDPE复合材料阻燃、力学和电学性能的影响。结果表明：添加MRP显著提高了EVA/LDPE复合材料的初始分解温度T_d、失重速率峰值温度T_p2和T_p3、800℃残留率。与添加硼砂和ZnB相比，添加MRP的试样表现出最佳的阻燃性能，其热释放率曲线峰值和总热释放量值降低至219.86 kW/m²、19.38 MJ/m²，点燃时间和极限氧指数值分别提高至59 s、28.4%，且样条无熔融滴落现象，炭层连续致密。MRP协同MHSH晶须、ATH提高EVA/LDPE复合材料的阻燃机理源于气相阻燃和凝聚相阻燃的协同效应。添加MRP降低了复合材料的断裂伸长率，但具有良好的电绝缘性能。

为了明确电应力、热应力和机械应力共同作用对乙丙橡胶绝缘性能的影响，本研究制备了乙丙橡胶（EPDM）绝缘试样，分别测试了温度为30～120℃、挤压力为0～1.0 MPa和场强为1～25 kV/mm时乙丙橡胶的极化电流。为了评估乙丙橡胶的绝缘性能，引入吸收比K。通过极化电流中的稳态电导电流，计算得到试样的准稳态电导电流密度和电导率。结果表明：乙丙橡胶的绝缘性能与温度和电场强度呈负相关，其中在低场强区，试样的电导特性符合欧姆电导特性，在高场强区符合空间电荷限制电流机制。通过计算得出乙丙橡胶的载流子迁移率，分析发现载流子迁移率随着挤压力的升高先减小后增大，最终导致乙丙橡胶的绝缘性能发生变化。

为改善SiO₂与甲基乙烯基硅橡胶（MVSR）基体的结合强度，选取聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为SiO₂的接枝链，以分子模拟为计算手段，通过结合能、分子重叠长度和均方位移的变化，研究在PMMA短链不同接枝密度和接枝链长下SiO₂与MVSR基体界面结合强度的变化规律以及电场和温度对SiO₂与MVSR基体界面结合强度的影响规律，并与SiO₂未接枝和KH570接枝进行比较。结果表明：PMMA作为接枝链对SiO₂与MVSR界面结合强度的改善效果相较于常用硅烷偶联剂KH570更好。当接枝密度为13%或16%，接枝链长为5时，PMMA的接枝效果最佳。在负向电场下，界面结合强度随场强的增大而增大，而在正向电场下则随场强的增大而减小。温度的升高会导致SiO₂与MVSR界面的结合强度持续降低。

植物绝缘油的燃点较高，且环保性较好，但击穿电压相对矿物绝缘油较小。使用纳米粒子对植物绝缘油进行改性，能够提升植物绝缘油的击穿电压。本研究通过对不同体积分数的TiO₂纳米改性植物绝缘油进行雷电冲击击穿电压测试，同时对击穿过程中流注的产生、发展、结束过程进行拍摄，观察原油与纳米改性植物绝缘油的流注发展形貌，分析TiO₂纳米粒子对植物绝缘油雷电冲击击穿电压及流注发展过程的影响规律。结果表明：添加TiO₂纳米能够提升植物绝缘油的正极性雷电冲击性能，且流注的发展速度相对较缓，但在负极性雷电冲击电压下的流注发展速度较快。

为了研究可水解抗氧化剂对XLPE电缆修复技术长期性能的影响，本研究选取两种含不同抗氧化剂的修复液配方对水树老化电缆进行注入修复，并进行二次热老化，测试并分析修复与热老化前后电缆样本的电气性能变化。结果表明：两种修复液均能显著减小水树老化电缆的介质损耗因数、泄漏电流和电导率，增大击穿电压，其中添加可水解抗氧化剂的修复样本击穿电压更大；二次热老化后，两组修复样本的介质损耗因数、泄漏电流、电导率增大，击穿电压减小，但添加可水解抗氧化剂的修复样本各项参数总体优于添加不可水解抗氧化剂的修复样本。研究证明了可水解抗氧化剂硅氧烷发生水解-缩合反应形成低聚物，分子链段增长，耐迁出能力提高，能够长期留存在电缆绝缘内部，抑制聚合物分子的热氧老化过程。

为研究余弦方波电压频率对电缆典型绝缘缺陷击穿时间的影响，本研究制作了针板电极缺陷和水树缺陷模型，分别利用0.1、0.5、1.0 Hz的余弦方波电压进行击穿试验，统计了击穿时间的分布和击穿点的时刻，观测了击穿通道的微观形貌，并讨论余弦方波电压频率对电缆典型绝缘缺陷击穿时间影响的作用机制。结果表明：随着余弦方波电压频率的增大，电缆典型绝缘缺陷的击穿时间显著缩短，分散性下降。绝大多数击穿发生在电压的极性变换阶段也就是余弦方波的上升沿或下降沿位置。空间电荷注入导致的极性转换过程中合成场强增大和单位时间内极性转换次数的增加可能是引起上述现象的主要原因。

为分析影响低压成型绕组电机定子绝缘介质损耗因数的工艺因素，研究了铁心不齐、油渍污染、绝缘受潮和绝缘漆流失4种因素对电机定子绝缘介质损耗因数的影响规律和相应的处置措施。结果表明：铁心不齐、油渍污染以及绝缘漆流失会造成电机绝缘介质损耗因数增量的增大，绝缘受潮后电机的介质损耗因数显著增大；其中绝缘漆流失造成介质损耗因数的增大可以通过二次浸漆使其减小。

为深入研究微间隙放电下电缆接头温度与应力的变化规律，探究其对电缆接头复合界面的开裂影响，本文以110 kV电缆中间接头为原型，结合实际电缆接头中气隙最常出现的位置建立三维仿真模型。以温度、应力及界面开裂量作为衡量电缆接头损伤程度的指标，在考虑接头附件与电缆本体间初始紧握力与气隙压强的情况下，利用有限元法计算出间隙放电能量、气隙压强、气隙厚度及气隙位置变化时接头温度与应力的变化规律，并重点研究间隙放电能量及气隙压强变化时接头复合界面的开裂情况。结果表明：随着间隙放电功率的增加，气隙附近局部温度和应力均呈快速上升趋势，在距原气隙一段距离出现界面开裂现象并形成新气隙。随气隙压强的增加，气隙面应力呈先下降后上升趋势，气隙负压有增大局部应力的效果，而气隙正压在一定区间内可以减小局部应力，并导致气隙两侧界面开裂造成原有气隙的持续扩张。

为解决输变电设备导体绝缘化时铝导线表面附着力较小问题，本文详细阐述导体绝缘化涂层的附着机理，对激光清洗实验理论及方法展开分析。通过实验研究激光清洗次数对粗糙度的影响，并对测量附着力的拉开法和剪切法进行对比分析。结果表明：多次清洗后金属表面粗糙度R_a明显降低，且第1次清洗效果与脉冲激光器单位区域覆盖能量成正比，但在R_a达到2.5 μm时，清洗效果开始减缓；粗糙度降低可有效提高绝缘涂层表面的附着力，当环氧树脂在铝板表面粗糙度R_a达到4.5 μm，硅橡胶在铝板表面粗糙度R_a达到4.0 μm时，附着力开始出现再次下降。

为研究酯类绝缘油在变压器故障条件下的产气特性，通过选取3种酯类绝缘油包括单酯、天然酯、合成酯绝缘油，分析其在模拟低能放电条件下的产气特性。结果表明：酯类绝缘油在低能放电条件下，氢气的产出比例较高，乙炔的产出量远低于矿物绝缘油的乙炔产出量，尤其是合成酯的乙炔产出量最低。单酯及天然酯绝缘油的低能放电可通过三比值法、大卫三角形法及大卫五边形法判定，合成酯的低能放电可用大卫三角法进行判定。

变压器油中的微水含量是衡量变压器能否长期稳定运行的重要因素。本研究基于多频超声检测结合人工神经网络算法，提出一种变压器油中微水含量预测方法。首先，利用卡尔费休滴定法测定210组油样中的微水含量。其次，对210组油样进行多频超声检测，分析油样中微水含量与多频超声数据中振幅和相位信号的关系。最后，利用PCA将原始242维多频超声数据降为23维，结合BPNN和GRNN两种人工神经网络以及GA和PSO两种优化算法，建立了基于PCA-GA-BPNN和PCA-PSO-GRNN的两种变压器油中微水含量预测模型，并将预测结果与实际结果进行对比。结果表明：两种预测模型的预测准确率均超过90%，表明本研究提出的方法能够有效地检测变压器油中的微水含量。