双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是电容器的重要组成部分。本文归纳了作为BOPP薄膜的聚丙烯树脂原料关键参数（灰分含量、等规度、相对分子质量、熔体流动速率、等规序列长度）及其影响规律，同时总结了BOPP电容器薄膜的现有生产工艺，并进一步对BOPP薄膜性能的提升方法进行了综述。最后，提出未来电容器用BOPP薄膜的发展重点将是超低灰分树脂原料与耐热薄膜产品。

本文从低烟无卤阻燃电缆料最常用的基体材料性能和特点入手，介绍了乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）作为基料的优点和不足，并重点对无卤阻燃剂的种类和阻燃机理进行了综述。最后，对低烟无卤阻燃电缆料的发展方向进行了展望。

以多官能度环氧树脂为树脂基体，双氰胺为主固化剂，云母为填料，制备环氧树脂基片状模塑料（E-SMC），然后采用模压成型工艺，制备环氧模压复合材料，并对其力学性能、热力学性能和电气性能等进行系统测试和研究。结果表明：环氧模压复合材料具有高的机械强度，其中典型样品的拉伸强度、弯曲强度、垂直压缩强度和平行压缩强度分别达到了64、178、440、332 MPa。环氧模压复合材料具有较低的密度（1.69～1.76 g/cm³）和较高的玻璃化转变温度（T_g最高可达201℃），同时，具有优异的电气性能，其中典型样品的击穿电压可达到100 kV，电气强度可达到17.1 kV/mm，相比电痕化指数（CTI）为600 V。

为了制得性能稳定的碳-陶瓷线性电阻片，本文对碳-陶瓷电阻制造中所用高阻层釉浆的制备进行系统的研究。首先对不同粘接剂制备的釉浆施釉工艺性进行对比，然后对浆料的混料时间、水料比进行系统研究，获得混料时间、水料比对釉浆黏度的影响规律，并最终确定最佳混料工艺参数。结果表明：采用左云黏土作为粘接剂时，釉浆具有较好的悬浮性和涂覆性，当左云黏土质量分数为15%时，釉浆工艺性较好，坯釉结合性好。高阻釉料及粘接剂混料的最佳工艺参数：采用左云黏土为粘合剂，黏土质量分数为15%，水料比为0.6∶1，球磨混料时间为1 h。涂覆高阻层的碳-陶瓷电阻的击穿场强比未涂覆时提高了78%，且分散性更小。

以乙烯-醋酸乙烯共聚物/乙烯-α-烯烃的共聚物（EVA/POE）为基材，磷氮系无卤阻燃剂（HF-601AE）复配表面改性氢氧化铝（ATH）为阻燃体系，采用熔融混合法制备一种热缩管用无卤阻燃聚烯烃材料，研究不同配比下复合材料的极限氧指数、力学性能、电性能的变化规律，通过热失重分析（TGA）及对燃烧残炭形貌表征探究复合材料的阻燃机理。结果表明：聚烯烃材料为50份、阻燃剂HF-601AE为35份、ATH为20份制备的2^#试样力学性能最优，拉伸强度为7.1 MPa，断裂伸长率为502.86%，极限氧指数为37.2%，满足EN45545-2 R22类HL3阻燃等级要求；在371.5℃时热失重速率达到-18.11%/min，燃烧后残炭量较低，炭层无空穴及孔洞，综合性能最优。

为提高MLCC绝缘介质材料BaTiO₃的上限温度和高温稳定性，本文以BaCl₂·H₂O、CaCl₂和H₂TiO₃为原料，KOH为矿化剂，在210℃/22 h水热反应条件下制备了Ba_1-xCa_xTiO₃纳米粉体。利用XRD、SEM、LCR检测手段对样品物相结构、微观形貌和介电性能进行表征分析。结果表明：所得粉体样品均匀分散、粒径细小，粒径为（110±20）nm；Ca²⁺的掺杂提高了BaTiO₃的居里温度，在1 250℃/2 h条件下获得了居里温度为136.2℃、常温介电常数为1 882、介质损耗因数为0.02的Ba_0.91Ca_0.09TiO₃陶瓷，实现了小粒径、窄分布、低团聚、高性能MLCC绝缘介质材料的制备。

为深入理解硅橡胶（SiR）电树枝的自恢复机理，本文对SiR电树枝自恢复特性进行研究，观测SiR电树枝自恢复过程中的形貌变化，表征SiR试样在电树枝自恢复过程中弹性模量和交联密度的变化，并对SiR电树枝自恢复机理进行分析。结果表明：在没有外电场以及修复填料等外界干预下，SiR电树枝表现出自恢复特性，其部分分支会逐渐退化并最终消失，分形维数逐渐降低，自恢复速率呈现先快后慢的阶段性特征。在电树枝自恢复过程中，SiR试样的弹性模量略有增加，由0.964 MPa增大至0.977 MPa；交联密度略有减小，由1.886×10^-4 mol/g减小为1.883×10^-4 mol/g。自恢复后电树枝劣化区域的物理交联密度略有提升，由0.55×10^-4 mol/g提升至0.58×10^-4 mol/g。结合SiR电树枝生长机理，分析认为SiR电树枝的自恢复过程本质是树枝通道的弹性收缩过程，受控于通道内的气体流动，并伴随着氢键的重建过程。

交联副产物等杂质解离易引起异极性空间电荷的积累，导致局部场强畸变。同时，交联聚乙烯（XLPE）直流电缆脱气处理后交联副产物杂质会在绝缘层中形成“内高外低”的浓度梯度分布，而杂质浓度梯度对空间电荷的影响尚不清晰。为此基于双极性电荷输运模型，引入杂质浓度梯度并考虑杂质离子对载流子的散射作用，仿真计算交联副产物杂质均匀分布与梯度分布对XLPE空间电荷与电场分布的影响，并分析影响杂质梯度效应的各种因素。结果表明：杂质梯度分布下XLPE空间电荷和电场分布表现出明显的杂质梯度效应，即低浓度侧异极性电荷积聚增多，导致其附近电场增强；而杂质解离势垒和杂质分布浓度是影响杂质梯度效应的主要原因，在杂质浓度梯度一定时，活化能越低，温度越高，解离势垒越低，载流子的迁移率相应降低，导致杂质梯度效应越明显；绝缘层厚度越大，杂质分布浓度越高，杂质梯度效应也越明显。

本文对高压电机H级绝缘系统进行研究，检测了H级绝缘结构所采用的电磁线、少胶粉云母带、绝缘浸渍树脂的各项基本性能。制造了线圈试样，并对线圈试样进行电气性能测试、电老化试验和电热老化试验。结果表明：该绝缘结构线圈试样在击穿电压及介质损耗因数方面的电气性能优异，该线圈试样能够满足H级10 kV高压电机的相关技术要求。

为了探究绕组预紧力对绝缘垫块热老化特性的影响，对4组绝缘垫块分别施加0、200、500、1 000 N预紧力后进行135℃加速热老化试验并测试绝缘垫块的力学特性。同时，为了模拟绝缘垫块在实际工况中因受绕组振动影响而发生机械老化，在对绝缘垫块施加200 N预紧力进行加速热老化的同时对其施加幅值为5 N、频率为2 Hz的正弦循环机械载荷。结果表明：热老化使0 N预紧力下绝缘垫块的应力-应变曲线逐渐右移，弹性模量逐渐减小，在135℃下加速老化336 h，绝缘垫块的弹性模量下降为新垫块的79.935%；施加预紧力对绝缘垫块的热老化有减缓作用，预紧力越大，绝缘垫块的老化速率和老化程度越低；施加循环机械载荷会加速绝缘垫块的老化。研究成果对绝缘垫块老化和变压器振动研究有一定的参考和实际应用价值。

为探究高海拔环境对新能源汽车驱动电机主绝缘材料电老化性能的影响，选取NHN绝缘纸作为主要研究对象，根据新能源汽车实际工况，对其施加双极性重复方波，测量其在不同气压下的局部放电起始电压（PDIV）；采用标准大气压下的PDIV值作为标准电压，在不同气压下对试样施加1.5倍标准电压，测定电老化30 min以及老化至击穿两种情况下试样的物理与电气参数，并检测电老化过程中生成的臭氧含量。结果表明：低气压下主绝缘试样的PDIV值显著降低，并且相对于平原地区，当施加电压大于PDIV时，其表面受腐蚀情况更严重，导致其更容易击穿；在相同时间与电压的电老化过程中，低气压试样的电气参数变化更大，局部放电生成臭氧的速率更快，对材料腐蚀加剧，绝缘性能的劣化更严重。综合以上研究，在设计新能源汽车电机绝缘系统时，应充分考虑海拔因素对绝缘材料耐电晕性能的影响。

中频变压器功率密度高、体积小、绕组结构复杂、局部电应力强，变压器设计必须充分考虑电热应力裕量以保证可靠性。本文采用增加静电环和角环的方法对初级绕组端部区域的电场强度进行抑制；采用静电场有限元分析方法计算多绕组变压器的电场强度分布；结合灵敏度分析方法研究静电环和角环各个尺寸参数对电场强度的影响程度，确定最大电场强度的决定性影响因素；利用响应面法构建与电场强度相关的响应面函数，对变压器绝缘结构进行优化。结果表明：以一台50 kW、10 kHz多绕组中频变压器为例，通过上述响应面函数得到静电环和角环的最优尺寸，可以使短时工频耐压试验下的最大电场强度降低15.4%，额定运行工况下的最大电场强度降低17.5%，证明响应面法可应用于多绕组变压器绝缘结构的设计。

匝间短路是干式空心电抗器的主要故障类型，目前缺乏有效的离线检测手段以在投运前及时发现潜在的故障。本文基于多导体传输线理论搭建干式空心电抗器绕组的分布参数模型，模拟脉冲信号注入后的折反射过程，研究匝间短路对绕组首、末端响应信号的影响规律。在此基础上提出以响应信号绝对值的积分值构建特征波形，并从中提取特征值对绕组的匝间绝缘状态进行诊断。结果表明：本文基于波过程及多导体传输线理论提出的4组特征值法试验结果与仿真计算结果一致，通过对不同结构电抗器模型进行仿真计算，发现不同结构电抗器发生匝间短路故障时的特征值变化趋势也一致，因此上述方法可应用于不同结构电抗器匝间短路故障的诊断。研究成果可为干式空心电抗器匝间短路故障严重程度和区域定位的诊断提供指导。

电力变压器内的局部放电现象既是造成绝缘劣化的主要诱因，也是表征绝缘状况的特征量，准确识别局部放电的类型对于变压器绝缘状况诊断具有重要意义。本文提出一种基于Faster-RCNN算法的多源局放谱图类型识别方法，可以从多源谱图中检测到不同类别的局部放电信息簇。结果表明：将该算法运用到35 kV变压器测试获得的局放谱图中，多源放电的平均识别准确率达到72.1%，其中气隙缺陷放电点数量密集，谱图特征也较为明显，其漏检率和错检率相较于其他缺陷较低，具有较好的可分辨性。尖端缺陷由于间断性放电的特点和起始放电电压较高，导致漏检率较高。

局部放电类型与电力电容器薄膜早期绝缘劣化程度密切相关，对局部放电类型的准确识别将有效改善电容器的运行状态和保障电网安全。本文设计了金属化薄膜电容器中易产生的薄膜间尖端缺陷、气隙缺陷和沿面缺陷模型，分析了电容器薄膜局部放电的时间序列谱图和相位分布谱图特性及平均放电量Q和放电重复率F的发展规律。将Q和F的变化曲线取点拟合，并与局部放电信号进行相关性分析，将相关性系数作为时域特征量。提取局部放电相位分布谱图的正负半周偏斜度、正负半周陡峭度和正负半周不对称度作为相位特征量。提出了一种基于时-相合成雷达谱图的电力电容器薄膜局部放电模式识别方法。通过对合成谱图中特征量封闭图形外接矩形的重心坐标进行聚类分析，利用重心坐标分布的象限对薄膜局部放电进行模式识别。结果表明：该方法相较于传统的单一谱图模式识别准确率更高，为电容器设备的在线监测和故障诊断提供了理论依据。

高压电缆熔接头长时间带缺陷运行，容易造成运行故障。为及时排查接头缺陷，本文以高压电缆熔接头为研究对象，利用数字射线检测技术（digital radiography，DR）对高压电缆熔接头的主绝缘及导体恢复过程进行检测，采用有限元法对导体弯曲极限进行分析。结果表明：DR检测技术可以有效检测出XLPE主绝缘熔接头气泡、导体弯曲、偏心等缺陷，通过现场解剖论证了检测结果的准确性，为高压电缆熔接头缺陷检测提供了一种有效的手段。XLPE主绝缘气泡缺陷是交联管道温度和氮气压力下降引起的；针对导体弯曲、偏心缺陷，考虑接头的安全裕度，建议弯曲间隙不应超过11 mm，且弯曲位置的绝缘厚度不应少于30 mm。

为了有效吸附变压器油中的腐蚀性硫，以XDK为吸附剂，二苄基二硫（DBDS）为实验目标物，向新变压器油中添加DBDS制备实验油，在不同吸附条件和再生条件下研究XDK对实验油中DBDS的脱除效果，并通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）和比表面积测试仪（BET）对XDK的结构进行表征。结果表明：XDK的最佳再生温度为600℃，再生4次后的XDK依然具有良好的吸附效果。当XDK质量分数为10%、吸附次数为2次、吸附温度为10℃、吸附时间为2 h时，绝缘油中DBDS的脱除率达到96.9%，且处理后绝缘油的介电常数、击穿电压、体积电阻率分别提高了0.31、5.3 kV、0.23 Ω·m，介质损耗因数则降低了0.21%。