从无机纳米粒子杂化聚酰亚胺（PI）角度出发，综述和评论近年来国内外对PI杂化材料介电常数、电导率、电气强度和耐电晕性等的研究现状，阐述不同无机纳米粒子掺杂对PI材料电学性能的影响，分析PI杂化过程中存在的问题，并展望了PI杂化材料可深入研究的方向。

本文介绍了聚丙烯（PP）电缆的应用现状，总结了聚丙烯绝缘料性能的各种改性原理、存在的优缺点和研究现状，阐述了聚丙烯半导电屏蔽料的研发重点。最后介绍了国内外在PP电缆方面的研究进展，并指出PP材料的研究方向。

为了提高双酚A环氧树脂（DGEBA）的综合性能，采用脂环族环氧树脂共混改性双酚A环氧树脂，并对共混体系的热、力学和电气性能进行综合分析。结果表明：当脂环族环氧树脂2021P的质量分数为10%时，共混体系的热-力-电综合性能较好，相比于纯双酚A环氧树脂，此时共混体系的玻璃化转变温度升高了3.18%，弯曲强度和拉伸强度分别提高了3.95%和4.65%，泄漏电流降低了6.03%，介质损耗因数减小了24.25%，工频电气强度提高了7.16%。

为实现绝缘料的长时间稳定挤出，通过熔融共混的方法制备了不同抗氧剂含量的交联聚乙烯，研究了不同含量的抗氧剂对交联聚乙烯抗焦烧性能的影响，同时对交联聚乙烯的力学性能、电气强度、介电特性和热性能进行了综合评估。结果表明：随着抗氧剂含量的增加，交联聚乙烯的扭矩逐渐降低，同时交联聚乙烯发生交联的时间缓慢增加，材料的抗焦烧特性得到提升。另外，物料的温度略有降低，保证了材料长时间挤出的稳定性。交联聚乙烯的电导率随着抗氧剂含量增加变化不明显，交流电气强度和介质损耗略有提升，交流电气强度提升了4.5%，介质损耗因数均小于5.0×10^-4，熔融和结晶特性变化不明显。

以多功能AG80环氧树脂和酚醛环氧树脂为复合型环氧树脂基体，以复配二氨基二苯砜（DDS）为固化剂，2-乙基-4-甲基咪唑为促进剂，采用真空浸胶和热压罐成型工艺制得高性能玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。结果表明：制备的高性能环氧树脂复合材料具有优越的耐高温高湿热性能。当复配DDS含量为35份时，环氧树脂复合材料的室温拉伸强度、压缩强度和弯曲强度分别达到385、549、407 MPa，绝缘电阻达到1.0×10⁹ Ω，并且在200℃高温条件下弯曲强度达到210 MPa。此外，环氧树脂复合材料在205℃和140 MPa高温高压湿热试验后依然保持良好的力学性能和绝缘性能，能够满足石油测井仪器在高温高湿热环境下的使用要求。

以芳纶沉析纤维作为补强材料模型引入云母纸基材料，利用湿法抄造成形制备了芳纶沉析纤维/云母复合绝缘纸，系统研究了复合纸的形貌、机械强度、绝缘性能、热稳定性、胶液渗透性等。结果表明：片状的云母和飘带状的芳纶沉析纤维相间有序堆叠，形成类似“砖-泥”结构，芳纶含量的增加使复合纸结构更加紧密，机械强度也随之提高。芳纶含量的增加填补了云母之间的空缺，复合纸透气度随之下降；复合纸厚度的增加使其电气强度和热稳定性降低，但复合纸仍然保持着较好的绝缘性能和耐温性能。

为比较市场上常见的导线绕包用聚芳酰胺纤维纸的热老化性能及应用特性，本文采用国内外3种2mil导线绕包用芳纶纸开展了空气中热老化性能、金属中热老化性能、油中热老化性能、吸油特性和油污特性的研究。结果表明：3种导线绕包用间位芳纶纸在空气中的热老化性能基本在同一水平；与金属接触时，某国产导线绕包用间位芳纶纸（2^#）的热老化性能明显低于某国外导线绕包用间位芳纶纸（1^#）和株洲时代华先导线绕包用间位芳纶纸（3^#），且与后两者的差距至少在15%以上，而后两者性能保持率相当；在矿物油（105℃）、合成酯油（130℃）、硅油（150℃）中分别热老化168、336、504 h后，3种芳纶纸的性能均无明显下降；3种芳纶纸在绝缘油中浸泡处理后，芳纶纸吸油特性接近，且对油无明显污染性，说明与绝缘油相容性良好。研究表明，3^#芳纶纸的综合性能优于2^#芳纶纸，可实现高端芳纶绝缘纸的国产化替代。

二苄基二硫醚（DBDS）是变压器油中的一种腐蚀性杂质，易导致变压器发生故障。本文采用拟薄水铝石经煅烧法制备得到γ-Al₂O₃，再通过等体积浸渍法在γ-Al₂O₃载体上负载Ag⁺制备出一系列Ag/γ-Al₂O₃。测定了二苄基二硫醚在Ag/γ-Al₂O₃上的吸附相平衡和动力学曲线以及Ag/γ-Al₂O₃对运行变压器油中二苄基二硫醚的脱除率。结果表明：DBDS在Ag/γ-Al₂O₃上的吸附等温线属于Langmuir等温线。在298 K下，Ag/γ-Al₂O₃对DBDS的平衡吸附量为69.5 mg/g，约为γ-Al₂O₃的105.9倍，表现出优异的吸附性能。在合适的油与吸附剂的质量比下，Ag/γ-Al₂O₃对运行变压器油中DBDS的脱除率接近100%，且Ag/γ-Al₂O₃对DBDS的吸附量不受温度变化影响。DBDS在Ag/γ-Al₂O₃上的吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型，DBDS在Ag/γ-Al₂O₃上脱附的活化能为71.673 kJ/mol。

电树枝在XLPE电缆中是一种常见现象，在电缆运行过程中可能会存在不同尺寸的尖刺缺陷。本文在不同针尖曲率半径下，研究了电树枝生长形貌和局部放电特性的关系。结果表明：针尖曲率半径小的试样在起树电压下大概率最终发展为枝状电树枝，曲率半径大的试样则大概率最终发展为丛状电树枝，丛状电树枝的放电量大于枝状电树枝。丛状电树枝的PRPD图正、负半周均类似于“翼形”，枝状电树枝正半周的放电形状表现为“三角形”，负半周形状表现为“翼形”。两种电树枝生长速率均表现为“快-慢-快”的特点，枝状电树枝生长速率大于丛状电树枝，在实际电缆中枝状电树枝的危害更大。

本文主要针对变压器油中铜类产物聚集形态及其对油样老化性能的影响进行研究，采用分子量分布测试方法对油中铜类产物聚集形态进行检测，并定期对绝缘油的老化性能进行分析。结果表明：铜类产物随老化时间的延长分布变化明显，铜的离子态占比随老化时间的延长逐渐降低，而胶体态与悬浮态占比呈现不断累积的趋势；变压器油酸值与介质损耗因数随老化时间的延长显著增大，而油的击穿电压呈现不断减小的趋势；铜的离子态、胶体态和悬浮态浓度与变压器油酸值、介质损耗因数呈显著的正相关性，而与击穿电压呈显著的负相关性。

高压功率模块封装绝缘承受单极性的电应力，而高压功率模块封装绝缘中的空间电荷问题却没有得到足够的研究。本文研究了封装硅胶材料在不同温度下的空间电荷输运行为和陷阱能态分布特性。基于研发的空间电荷与陷阱能态联合测量系统，在3～15 kV/mm的外施电场和40、60、80℃温度下对封装硅胶进行空间电荷和等温松弛电流联合测量。结果表明：空间电荷积累情况随着温度的升高和外加电场的增大而恶化。电极附近积累了同极性的电荷，畸变了局部电场分布。此外，本文提出了一种基于非负最小二乘迭代算法的改进型等温松弛电流分析方法，分析了不同温度下封装硅胶的去极化松弛电流，获得0.8～1.2 eV的陷阱能级分布，有助于理解空间电荷输运行为背后的机理。空间电荷的积累导致局部场畸变，畸变的电场会导致局部放电和封装绝缘失效。因此，高压功率模块的封装设计时应该考虑空间电荷问题。

为了研究在极端低温和油介质共同作用下丁腈橡胶（NBR）密封件的可靠性，对极寒地区服役高压变压器中的密封圈进行力学性能和微观结构的研究。通过拉伸实验、微米压痕、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、差示扫描热量分析（DSC），测试极寒环境中服役1年后密封圈的力学性能、形貌变化、化学结构特性及热响应特性。结果表明：在极寒环境中服役的NBR密封圈的弹性模量和硬度均发生下降，进而导致密封作用丧失。这是由于在低温和油介质共同作用下，密封圈表面发生了溶胀，出现了微裂纹。油介质浸入NBR使其分子链间距增大，NBR分子主链柔顺性提高，同时NBR中的氰基发生水解反应，分子结构发生变化。

为了研究光伏电缆用辐照交联低烟无卤阻燃绝缘层和护套层受潮前后的性能变化，对不同浸水时间的电缆绝缘层和护套层进行了力学性能、热延伸率、动态热机械分析（DMA）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和体积电阻率测试。结果表明：长期的浸水会造成材料内部的分子链水解，分子链间的缠结作用减弱，导致试样的力学性能下降；浸水后，绝缘层和护套层试样的起始储能模量减小，填料微粒与基体树脂间粘附力降低，绝缘层试样的力学损耗峰呈现双峰特征；随着受潮程度的不断加深，聚烯烃基体中EVA吸水溶胀，自由体积增大，部分阻燃填料脱离基体的束缚，充当了杂质离子，使载流子浓度增大，迁移率提高，导致体积电阻率持续降低。

针对宁夏引黄灌区输电线路绝缘子污秽成分不清、受环境影响程度不明等问题，将宁夏引黄灌区环境细分为5类，分别为工业、农业、城镇居民区、荒漠、草场，并取对应环境下的绝缘子污秽样品进行微观形貌、元素含量、晶体成分及阴阳离子成分及含量检测分析，同时对比分析引黄灌区与非灌区绝缘子的积污特性差异。结果表明：引黄灌区土壤成分决定了绝缘子污秽的基础成分；工业、农业环境对污秽微观结构及不同成分含量影响较大，城镇居民区环境次之；引黄灌区绝缘子积污程度明显高于非灌区。为进一步提高宁夏引黄灌区输电线路的运行可靠性，提出了防污闪运维建议，以供相关运维单位参考。

复合绝缘子内部界面缺陷引起的故障对电网的安全稳定运行造成了极大威胁。为研究不同形状的缺陷及其尺寸和水气浸入对绝缘子电场分布的影响，本文提出了一种包含曲率半径参数的等腰三角形缺陷模型，建立了500 kV复合绝缘子三维模型，并使用COMSOL对不同形状、尺寸和水气比例的缺陷进行电场仿真和对比。结果表明：等腰三角形缺陷模型能更好地反映出缺陷向低压侧发展的趋势；缺陷的尖端曲率半径对气隙没有明显影响，但水隙存在尖端效应；随着缺陷中水分含量的上升，场强最大值逐渐增大。在尖端效应和水气浸入的作用下，低压侧尖端的场强严重畸变，增大了局部放电可能性，使其向低压侧发展的速度加快。

为了研究低压电缆局部缺陷定位方法，本文采用频域反射法（FDR）对含缺陷低压电缆进行检测，并对定位结果进行分析。在长度为14.1 m的低压电缆A相、B相及C相依次制作D1、D2、D3三个局部缺陷，其中D1缺陷是在距电缆首端8.7 m处的A相剥掉尺寸为20 mm×2 mm的矩形绝缘（露出缆芯）并联不同阻值电阻模拟高阻及低阻故障，D2缺陷为在距电缆首端4.3 m处的B相制作的长度为5 mm的纵向刀痕缺陷，D3缺陷为在距电缆首端11 m处的C相上制作的V形刀痕缺陷。利用FDR仪对未制作缺陷的A相样本及含缺陷的A、B、C三相样本进行测试。之后将C相样本D3缺陷处浸泡在饱和食盐水中并在电缆首端三相上施加1 kV的电压进行加速老化，老化时间为4周，老化后对样本A、B、C三相进行FDR检测。利用FDR检测结果，分析不同缺陷的频域及时域波形特征。结果表明：无缺陷样本频域波形波峰幅值呈递减趋势，而含缺陷样本缺陷处的波峰幅值增大而且大于两侧波形幅值，且低阻故障时波峰幅值增大更为显著。此外，时域波形上高阻故障表现为一正波，但波峰不显著，而低阻故障表现为一显著的负波。利用FDR频域及时域波形可有效定位低压电缆故障，且对低阻故障定位灵敏度更高。

在直流输电线路中，电缆线路易受到操作过电压与雷电过电压的侵扰，导致线路在直流电压的基础上叠加冲击电压，使绝缘层空间电荷积聚发生变化。为了研究冲击电压叠加对直流电缆线路运行中电荷积聚的影响，本文在传统的电声脉冲法上进行改进，结合等效电路进行公式推导与Pspice仿真，合理选取测量系统中阻容元件的参数取值，研制了一套直流叠加冲击电压下PEA法空间电荷测量系统，并测量了XLPE试样在直流叠加冲击电压下的空间电荷特性。结果表明：试样受到的冲击电压与直流电压均达到了极高的耦合效率，空间电荷特性表明叠加同极性冲击电压比异极性冲击电压更能够促进同极性电荷的注入和迁移。