随着微电子工业的高速发展，柔性印制电路板（FPCB）对其层间绝缘材料——聚酰亚胺（PI）薄膜的介电性能提出更高的要求。常规PI薄膜由于其介电常数偏高，无法满足5G高频通信的要求。本文从改变PI的本体结构和引入多孔结构两个方面，综述了近年来低介电常数PI薄膜材料的研究进展，同时对低介电常数PI薄膜材料的发展前景进行了展望。

本文介绍了国内外现有的电气绝缘液与结构材料相容性的试验方法标准，并分别对变压器、电力电容器、电缆终端和油冷电机中绝缘液与结构材料相容性的试验方法标准进行讨论，总结了各个标准在试验条件和评定参数等方面的异同，并分析了现行标准的不足。最后简要介绍了由广东电网有限责任公司广州供电局提出的IEC 63177《电气绝缘液与结构材料相容性试验方法》标准提案，该提案将解决现有相容性试验方法的不足。

本文对牵引变压器油纸绝缘的主要老化形式及影响因素进行分析，研究了油纸绝缘的老化机理，总结了当前表征油纸绝缘老化程度的特征参量及主要的剩余寿命预测方法，并分析了每种特征参量及剩余寿命预测方法的优缺点和适用条件。在此基础上，对油纸绝缘老化状态评估及剩余寿命预测方面存在的主要问题及未来的研究方向进行了探讨。

有机-无机复合电介质通常难以兼具高介电常数和高电气强度。本文选用芳纶纳米纤维（ANF）作为耐高温基体，以氮化硼纳米片（BNNS）为电击穿改性剂、钛酸钡颗粒（BT）为介电改性剂，采用分步抽滤-热压法制备具有夹芯结构的复合薄膜，并研究了夹芯结构和不同改性剂含量对复合薄膜微观结构和介电性能的影响。结果表明：夹芯结构复合薄膜具有良好的柔韧性和优异的高温稳定性。BT的加入使单层和夹芯结构复合薄膜的电气强度下降，而BNNS的加入使其电气强度提升；单独加入BT或BNNS均可提升复合薄膜低频区的介电常数，而两者同时添加可使介电常数在宽频域内提升。因此，通过调配夹芯结构及各层改性剂含量可获得介电性能和电气强度均衡的复合薄膜，当以BNNS质量分数为10%的ANF/BNNS薄膜为外层、BT质量分数为10%的ANF/BT薄膜为芯层时，所得复合薄膜的介电常数为1.41（1 kHz），介质损耗因数为0.013（1 kHz），电气强度为13.3 kV/mm。

为提高环氧树脂灌封材料对金属材质的粘接性能，研究了分子结构、胺类固化剂种类和无机粉体对环氧树脂灌封材料拉伸剪切强度的影响。结果表明：采用聚氨酯改性环氧树脂和二聚酸改性环氧树脂制得的环氧材料拉伸剪切强度更高。聚酰胺、聚醚胺和芳香胺3种胺类固化剂制备得到的材料拉伸剪切强度依次降低。随着无机粉体填充量的增加，环氧材料的拉伸剪切强度先增大后减小。对于纳米级粉体气相SiO₂，其填充质量分数为4%时环氧材料具有较高的粘接强度，而微米级粉体的填充质量分数需达到40%时环氧材料才具有较高的粘接强度。

轻质高绝缘复合横担具有质轻、绝缘可靠性高等优良特性，近年来在电力线路中的应用日益广泛。本研究制备得到轻质高绝缘泡沫芯体复合横担，并对横担进行吸水率、染料渗透性、水扩散泄漏电流、电气强度、热诱导、振动老化试验。结果表明：轻质高绝缘泡沫芯体复合横担的体积吸水率为0.036%，水扩散泄漏电流小于75 μA，交流电气强度大于71 kV/cm，耐振动老化性能较好，综合性能优于传统实心芯体材料横担，可满足实际工程应用需要。

本文设计合成了一种新型低介质损耗增韧剂（Si-DABPA），并对其结构进行表征，研究了其对马来酰亚胺（DFE950）的增韧效果。结果表明：Si-DABPA和二烯丙基双酚A（DABPA）对DFE950具有相同的反应活性，与DFE950/DABPA固化物相比，DFE950/Si-DABPA固化物的耐热降解性提高，10 GHz下介电常数（D_k）和介质损耗因数（D_f）有所降低。与DFE950/DABPA/PPE固化物相比，DFE950/Si-DABPA/PPE固化物的拉伸强度提高，而弯曲强度和冲击强度变化不大。

为了提高支柱复合绝缘子芯体用复合泡沫材料的强度，使用聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维增强复合泡沫材料，通过研究不同含量PBO纤维对复合泡沫材料热学、力学和绝缘性能的影响，确定适合于内绝缘应用的纤维含量。结果表明：PBO纤维的加入赋予了复合泡沫材料抵抗冲击破坏的能力，当PBO纤维质量分数为0.4%时，复合泡沫材料落锤冲击试验吸收的能量达到最高；PBO纤维的加入能够降低材料的热膨胀率，提升热稳定性，降低潜在的热应力风险，且对复合泡沫材料的内绝缘性能影响不大。

本文首先建立±400 kV直流穿墙套管的有限元模型，利用COMSOL仿真得到直流穿墙套管的电场与电位分布，然后研究了冰棱长度、覆冰厚度以及雨水量对套管伞裙沿面电场的影响。结果表明：当冰棱长度增大至使伞裙桥接时，电场畸变严重；覆冰厚度增大对伞裙的沿面最大电场影响较小；当雨水量达到10 mm时，伞裙的沿面最大电场急剧增大，且电场畸变点增多。研究结果可为超、特高压直流穿墙套管的研制与设计提供参考。

为了评估海上风力发电机绝缘系统的环境适应性，对绝缘树脂以及模拟绕组开展多因子循环试验，包含高低温试验、湿热试验、盐雾试验和振动试验，并对试验前后漆片和模拟绕组的电性能变化进行表征和分析。结果表明：老化试验后，环氧改性不饱和聚酯浸渍树脂性能未发生显著劣化，模拟绕组的常规绝缘性能仅有小幅度衰减，其剩余击穿电压几乎未发生衰减，关键材料以及模拟绕组均表现出良好的耐海上环境特性。海上直驱风力发电机绝缘系统在经历长时间的海上多因子循环老化试验后，依然保留着稳定优异的介电性能，可满足海上环境的使用要求。

基于超声波测试原理，以发电机VPI定子线棒为研究目标，设计加速热老化试验，对各老化温度下试样的超声声速、超声频谱、超声缺陷波形图等进行分析，同时在绝缘试样中引入人为孔洞缺陷和杂质缺陷，探讨缺陷的引入对试样超声波形的影响。结果表明：随着热老化试验的进行，定子线棒主绝缘中的超声声速整体呈下降趋势，其原因是定子线棒主绝缘试样在热老化过程中，内部结构的分层会导致声波传播过程出现折反射与耗散，造成声波在绝缘试样内部传播速度变小。通过超声回波可以检测到缺陷并对其进行准确定位，表明声学性能检验法在定子线棒主绝缘诊断方面具有较好的适用性。

自由金属微粒通常被视为换流变压器液相绝缘中危害最大的污染杂质之一，可导致设备的局部放电（PD）起始电压与击穿电压显著降低。本文构建了变压器油循环系统，开展含金属微粒变压器油在不同油流速度下的直流局部放电与击穿试验，并提取PD特征量，获取了特征击穿电压随油流速度的变化，然后结合油隙的微粒分布影像，讨论油流速度对局部放电和击穿特性的影响机制。结果表明：油静止时，含金属微粒变压器油的局部放电程度最高，随着油流速度的增大，局部放电起始电压升高，放电重复率和单位时间累积放电量降低；油静止时，含金属微粒变压器油的击穿电压最低，随着油流速度的增大，击穿电压的Weibull分布曲线右移，特征击穿电压升高，即油流动提升了变压器油的绝缘性能，大幅降低了击穿发生的可能性。

高压电缆缓冲层在烧蚀过程中会生成气体产物，然而目前对于烧蚀过程中气体产物浓度与缓冲层导电性能的关联性尚不明确。为此本文开展了电缆缓冲层烧蚀模拟实验，研究缓冲层烧蚀过程中电流密度与气体产物浓度的演变规律。结果表明：在干燥与潮湿条件下，缓冲层的电流密度均随烧蚀时间延长呈现出双指数函数衰减的规律，且电流密度衰减速率随烧蚀时间增加呈先快速降低后基本不变的趋势，仅潮湿试样在烧蚀初期电流密度出现峰值。气相色谱测试结果表明，潮湿条件下缓冲层在烧蚀过程中的气体产物包括CO₂、H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂共7种。在干燥与潮湿条件下，缓冲层烧蚀的气体产物浓度均随烧蚀时间延长先迅速增大后趋于稳定，气体浓度增长时间与电流密度下降时间一致，二者随烧蚀时间的变化规律密切相关。分析认为，烧蚀过程中缓冲层电流密度的衰减速率与气体产物的生成速率具有关联性，烧蚀气体产物浓度的变化反映了缓冲层烧蚀破坏的严重程度。

对高压XLPE事故电缆进行拆卸后，发现其缓冲层上均附着有烧蚀白斑。为了研究缓冲层的烧蚀特性，采用能谱仪（EDS）对缓冲层不同位置白斑的化学元素进行分析，并测量白斑缓冲层的电导率，然后基于电导率测量结果，建立高压XLPE电缆电热耦合仿真模型，对高频过电压作用下白斑缓冲层的产热特性进行计算。结果表明：缓冲层烧蚀区域的白斑为其自身析出的阻水粉，析出白斑后缓冲层的电导率明显降低。在高频过电压作用下，过电压频率越高，在缓冲层白斑局部外围产生的电阻热越大，引起的温升越高，最终可能致使缓冲层过热而烧蚀。

为了探究碱性腐蚀对超疏水涂层绝缘强度的影响，本研究制备了具有绝缘性能的超疏水涂层试样，并对其进行人工碱性腐蚀试验。对不同腐蚀程度的超疏水涂层试样的绝缘强度进行测试，并研究了不同温度下染污程度、外加电压幅值和表面污秽润湿程度对其绝缘强度的影响。结果表明：碱性环境会破坏超疏水涂层表面的物质和结构，导致其疏水性和自清洁性能下降，进而导致其绝缘强度下降。在脏污湿润环境下受到碱性腐蚀的超疏水涂层表面染污程度越严重、外加电压越高、表面污秽润湿时间越短，涂层表面的绝缘强度越低。碱性腐蚀超疏水涂层表面染污程度随着润湿时间的增加逐渐下降至稳定值，此时涂层的表面泄漏电流不发生明显变化，且碱性腐蚀环境温度越低，达到上述稳定状态所需的润湿时间越短。

基于表面放电试验与有限元电场仿真方法对金属球/金属丝微粒缺陷下GIS盆式绝缘子表面的放电与电场特性进行研究。结果表明：不同金属微粒缺陷下脉冲电压和紫外光子数均随电压的升高而增大；金属丝缺陷下的盆式绝缘子表面放电更加严重，低压侧存在金属球缺陷时的放电比高压侧存在金属球缺陷时更加剧烈，仿真结果与试验结果变化趋势一致。GIS盆式绝缘子表面存在金属微粒缺陷时，表面的放电强度与电场畸变程度呈正相关，且电场畸变程度与平均脉冲幅值的相关性较大。

密封胶老化后水分会从密封胶界面侵入压接界面，引发绝缘子老化。为探究各老化因素对密封胶金具界面试样的作用机理，对密封胶开展了常温下28 d去离子水、盐溶液、硝酸溶液、硫酸溶液的浸泡试验以及不同温度下硝酸或硫酸与盐的混合溶液的浸泡试验，随后利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散谱仪（EDS）对试样的老化情况进行分析。结果表明：硫酸溶液对密封胶的硅氧烷基体作用不明显，盐溶液会造成硅氧烷侧链甲基断链，硝酸溶液会在硅氧烷侧链氧化生成-OH；常温下硝酸与盐的混合溶液对密封胶的影响大于高温情况，硝酸与盐的混合溶液对硅氧烷基体的作用基本等同于两种溶液单独作用的叠加。高温情况下硫酸与盐的混合溶液对密封胶的影响大于常温情况，硫酸与盐的混合溶液对硅氧烷基体的作用机理主要为：盐溶液使得硅氧烷侧链甲基断链，导致Si-O-Si主链暴露在硫酸中并发生断链，然后盐溶液又可以继续影响较深处的甲基基团。

通过对国内外绝缘油技术标准的概述，指出高压互感器用绝缘油的技术要求。针对目前国内常用的5种高压互感器绝缘油，在使用性能上进行对比分析。结果表明：1^#、2^#绝缘油是负析气性绝缘油，适用于高压互感器；3^#、4^#、5^#绝缘油是正析气性绝缘油，不适用于高压互感器；在芳烃含量、抗析气性能、产气性能、油泥溶解性能和氧化安定性的平衡上，1^#绝缘油的综合性能最好，析气性最低，氧化安定性最好。