随着电力电容器向着轻量化、小型化的方向发展，高储能密度电介质材料在电容器领域具有广阔的应用前景，其中核-壳结构纳米复合电介质因其优异的储能特性而受到广泛关注。本文综述了核-壳结构纳米复合电介质的最新研究进展，介绍了核-壳结构纳米填料的制备方法，包括有机表面改性和无机壳层包覆，探讨了核-壳结构纳米填料对复合电介质电气强度、介电常数以及介质损耗的作用机理，提供了核-壳结构纳米复合电介质的构建策略，对使用核-壳结构设计高储能密度纳米复合电介质的现存问题进行总结，并展望了其未来的发展方向。

本文综述了聚苯醚树脂在超高频低介电领域进行的一系列制备与改性研究工作，包括低分子量聚苯醚的制备、化学结构改性、与其他树脂复合、无机/有机杂化等，然后对低介电聚苯醚树脂目前存在的问题进行总结，并对其未来发展趋势进行了展望。

在天然纤维素浆粕中掺杂不同含量的芳纶1313（PMTA）短切纤维，可降低复合绝缘纸的介电常数及介质损耗，但由于两种纤维的结合能力差，复合绝缘纸样品的力学性能会大幅降低。为解决这一问题，本文重点研究低温等离子体处理对两种纤维素结合能力的提升效果，并对制备得到的复合绝缘纸性能进行测试分析。结果表明：低温等离子体处理可有效提升两种纤维间的结合力，从而弥补力学性能的损失，而且对复合绝缘纸的介电及击穿特性影响不大。SEM和XPS分析结果表明，经低温等离子体处理后的PMTA纤维表面变得粗糙，且极性官能团数量增加，与纤维素基体的结合力增强，复合绝缘纸样品的孔隙明显减少。在天然纤维素桨粕中掺杂低温等离子体处理的PMTA制备的复合绝缘纸样品工频相对介电常数和介质损耗因数均有所降低，交/直流电气强度和体积电阻率基本保持不变，抗张强度和断裂伸长率得到较大补偿。

以生物质小分子天然-(D)-樟脑为原料，合成了一种含脂环结构衍生二胺1，3-双（4-氨基苯甲酰氧基甲基）-1，2，2-三甲基环戊烷（BABMT），将其与两种芳香结构二酐（BPDA和ODPA）聚合制备半脂环结构聚酰亚胺（PI）膜，并与芳香结构二胺二甲基联苯二胺（DMB）与芳香结构二酐（BPDA和ODPA）制备的全芳香结构PI膜进行了热性能、力学性能、光学性能和溶解度的比较。结果表明：半脂环结构PI膜保持了良好的热性能，玻璃化转变温度（T_g）分别为281℃和236℃，5%失重温度（T_d5）不低于390℃。半脂环结构PI膜同时也保持了良好的力学性能，拉伸模量分别为2 130 MPa和2 410 MPa，拉伸强度分别为109.0 MPa和97.9 MPa，断裂伸长率分别为7.7%和11.0%。与全芳香结构PI膜相比，半脂环结构PI膜具有更好的透明性，在500 nm处的透光率超过78%，此外，半脂环结构PI膜在普通有机溶剂中的溶解度优于全芳香结构PI膜。广角X射线衍射结果表明，半脂环结构PI膜均为无定形结构，而且其链间距大于全芳香族PI膜。

选取芳香酮类聚合物4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮（AOHBP）为电压稳定剂，同时为了抑制其在聚合物中的迁移和析出，采用过氧化二异丙苯（DCP）作为接枝反应引发剂，将AOHBP接枝在PP上，并加入防降解添加剂苯乙烯衍生物（St）来抑制电压稳定剂接枝过程导致的材料降解，然后对改性材料的理化特性进行表征，最后对改性材料电树枝的引发特性和直流击穿特性进行了研究。结果表明：AOHBP可以通过DCP引发的自由基反应接枝在PP基体上，且St和AOHBP可以共同抑制接枝反应过程中PP的大分子降解；接枝改性PP绝缘材料可显著抑制电树枝的引发并提高其直流电气强度。

为了研究PRTV涂料疏水性的高温耐受能力及涂覆PRTV涂料的环氧树脂（EPTL）与未涂覆PRTV涂料的环氧树脂（EP）热老化特性的差异，在80、100、120℃下对EPTL和EP进行热老化试验，并对两者的介电性能、内部微观形貌、热稳定性、疏水性进行对比分析。结果表明：不同温度的热老化试验后，相较于EP，EPTL的介电性能、热稳定性更加优异，内部微观结构更加完整，虽然老化后EPTL仍表现出较强的疏水特性，但接触角减小较快，说明PRTV涂料的疏水性受高温影响较大。

为了提高聚丙烯薄膜的电容量和能量密度，采用高介电常数纳米颗粒与丙烯酸酯类粘结剂的混合浆料对聚丙烯薄膜进行表面改性，与改性前聚丙烯薄膜的性能作对比分析，探讨了基膜拉伸工艺、表面改性温度、高介电纳米颗粒尺寸3个因素对改性聚丙烯薄膜性能的影响。结果表明：改性后，1 kHz下聚丙烯薄膜的介电常数从2.20增大到2.89，500 kV/mm电场下储能密度从2.56 J/cm³增加到3.29 J/cm³，提升了28.5%。同时，改性后的聚丙烯薄膜在20～120℃区间内保持着稳定的介电性能，其1 kHz下的介电常数变化幅度小于6.9%。本研究采用简单易行的溶液法对聚丙烯薄膜进行改性，具备规模化制备的可行性，对实现高储能密度电介质材料的规模化制备具有一定的参考价值。

为探究极寒环境下实际变压器运行中绕组放热对变压器油击穿特性的影响，选择常用的45^#变压器油作为研究对象，测量在极寒条件下不同温度变压器油的饱和含水量，并搭建低温环境击穿试验平台，在均温及梯度温度条件下测量变压器油的电气强度。结果表明：低温下变压器油的饱和含水量与温度之间的关系满足Arrhenius方程；低温下充分静置后，均温变压器油的电气强度在低温范围内均有一定幅度地提高，其中在电气强度极小值处即-10℃处提升最为明显，较静置前提升了51.5%；梯度温度变压器油的电气强度随温度的变化曲线和均温变压器油相似，整体呈“U”型分布，其电气强度极小值较均温变压器油并没有降低，反而略有提高，且达到电气强度极小值的温度也有所提高。

对核级中压电缆开展热-水树和辐照-水树老化试验，基于PDC法对不同老化时间的核级中压电缆进行测试，得到不同电压下的电导率，并通过电导率得出不同老化条件下的非线性系数。结果表明：随着老化时间的增加，两种老化条件下电缆试样的非线性系数均呈逐渐增大的趋势。在热-水树联合老化条件下，随着老化时间的增加，O-H键的吸收峰强度增强，说明电缆试样水树老化越严重；在辐照-水树老化试验中， O-H键的吸收峰强度略有增强，说明水树老化程度有所增加。同时，水树老化电缆试样的红外光谱虽然在 1 640 cm^-1附近出现了O-H键的特征峰，但该峰值随着辐照剂量的增加变化较小。因此，红外光谱测试中O-H键吸收峰的结果不能良好地反映电缆的辐照老化状态，而只能反映水树老化状态。

考虑序进应力试验和恒定应力试验之间的等效性问题，提出一种按照“序进-恒定-序进”应力顺序对样品施加电压的混合应力试验方法，并结合威布尔（Weibull）统计分析对XLPE薄片样品的电压耐受指数进行评估。结果表明：混合应力试验计算得到的电压耐受指数n为16.11，与恒定应力试验评估的n偏差为5.36%，且总评估时间比后者缩短了98.04%，证明该方法可以有效对XLPE绝缘的电压耐受指数进行评估。

为研究复合绝缘横担在35 kV输电线路中的设计选型，针对材料工艺、电气方案、结构方案等方面进行可行性分析，对复合绝缘横担拉压杆进行有限元受力分析，并对复合绝缘横担进行实际应用验证。结果表明：35 kV输电线路复合绝缘横担选用缠绕成型的E-玻璃纤维/环氧树脂复合材料，并采用单支柱单斜拉结构形式，其结构满足力学性能要求。复合绝缘横担应用于试点工程以来，运行状况良好。

为研究交联聚乙烯（XLPE）电缆老化特性并探究影响材料介电性能的微观因素，对不同老化状态的XLPE电缆进行等温松弛电流与局部放电测试。构建纯聚乙烯分子P₁、含羟基的老化聚乙烯分子P₂以及进一步热氧老化的含羧基聚乙烯分子P₃模型，并基于不同老化状态的聚乙烯分子开展量子化学计算。结果表明：随着老化时间的增加，去极化电流时间常数、老化因子A增大，且绝缘介质中的陷阱数量与能级深度增加，同时，老化电缆中出现幅值更大且数量更多的局部放电。聚乙烯分子链中因热氧老化所产生的碳氧基团是造成材料中陷阱数量增多与能级深度增加的重要原因，且官能团的种类会直接影响陷阱能级分布。在电场作用下，老化的聚乙烯分子链稳定性更差、偶极矩更大、电荷转移更为明显，造成老化电缆绝缘中的电荷更易入陷而聚集，从而造成局部电场集中，提升了电缆中的局部放电水平。

首先在试验室环境下开展大型金具-复合绝缘子-金属接地体的实际闪络试验，获得闪络电压与空间净距之间的定量关系曲线。进一步，建立两种典型结构的高压套管复合绝缘子，包括电容式芯体换流变压器套管用和双层金属屏蔽式穿墙套管用复合绝缘子的三维有限元模型，获取运行状态下其典型电压和电场分布特征，分析套管用复合绝缘子局部高场强与电晕、闪络现象之间的关系。基于以上理论分析和试验数据，针对特高压交直流套管用复合绝缘子进行尺寸海拔校正、伞裙轮廓拓扑优化，最终关键部位电场强度均能满足控制要求，证明了套管用复合绝缘子在特高压层面设计的合理性和有效性。

通过使用不同规格的毛细管，在不同压力、温度下对粒状干式不饱和聚酯模塑料的流动性进行测试，研究了粒状干式不饱和聚酯模塑料成型时的流动性与固化行为。结果表明：采用拉西格行程位移法测试干式不饱和聚酯模塑料流动性的最佳条件为：测试温度为160℃，负载压力为50 kg，毛细管模板孔径为1.0 mm，剩余料锭高度大于1.5 mm。

针对500 kV酥朽劣化复合绝缘子在干燥、55%、75%、95%环境湿度以及3、5、7 m观测距离下开展红外温升试验，研究不同湿度和观测距离下酥朽复合绝缘子的温升特性。结果表明：酥朽复合绝缘子的温升随环境湿度的增大整体上呈增大趋势，相较于在干燥环境下，在湿度为95%环境下其温升提高了22%～40%，且在湿度一定的情况下，温升随观测距离的增大而减小。通过酥朽复合绝缘子轴线上的温升分布曲线特征可以判断芯棒酥朽劣化段长度，实现酥朽绝缘子酥朽段长度的无损检测。

低压散绕变频电机匝间绝缘的局部放电起始电压（PDIV）随脉冲电压上升时间变化而变化，导致现行标准难以发现上升时间变化时的绝缘系统短板。对此，考虑脉宽调制上升时间，联合重复脉冲和正弦电压下的PDIV测试技术，提出了确定低压散绕变频电机绝缘短板的三线法。首先，在正弦电压下测定主绝缘和相间绝缘PDIV，得到主绝缘和相间绝缘的PDIV最小值分布；然后，使用上升时间为50～200 ns的重复脉冲对低压散绕变频电机匝间绝缘进行PDIV测试，得到PDIV随上升时间变化的拟合曲线；最后，根据确定的三线图，考虑电机运行时上升时间，确定绝缘系统短板，并通过击穿实验验证三线法的可行性。结果表明：采用此方法可以对低压散绕变频电机绝缘短板进行判定，通过击穿实验验证了三线法的可行性。

基于油纸绝缘的新型等效拓扑结构——混联模型，提取了多种模型特征参数，从而对油纸绝缘含水率进行定量评估。首先，利用油纸绝缘设备的实测频域介电谱，基于参数吻合度确定混联模型的极化支路取值范围；然后，结合实验与实测数据对比了混联模型和扩展德拜（Debye）模型在反映油纸绝缘受潮信息的差异；最后，基于混联模型研究了油纸绝缘含水率对不同支路参数的影响规律，建立了各参数与油纸绝缘受潮状态的定量关系式。结果表明：极化支路总数为5～7时模型参数的辨识效果较好；混联模型能够更加准确表达油纸绝缘系统的介电响应信息；所提取的模型特征参数可初步实现对绝缘纸含水率的定量评估。