综述了近年来不同种类填料——碳纳米材料、陶瓷、金属、天然填料增强环氧树脂的研究进展，详细概述了填料类型、填料分散以及填料表面改性对环氧树脂力学性能的增强效果，并展望了环氧树脂增强改性的研究发展方向。

在复合材料损伤机理的研究中，声发射（AE）作为一种无损检测技术，以其高精度、实时性、对几何形状不敏感以及广泛的应用前景等特点，获得了优异的应用效果。本文综述了声发射技术在研究复合材料损伤机理方面的分析方法和应用现状，对声发射技术在复合材料损伤机制研究中的优点和缺点进行了全面阐述，同时对需要迫切解决的关键技术进行了探讨，并对其在复合材料领域的应用前景进行了展望。

环氧树脂（EP）已经广泛应用于电气绝缘材料，但其导热系数较低，越来越难以适应现代高功率密度电气设备的散热需求。本文在氮化硼（BN）表面沉积醋酸银（AgAc）和2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MI）络合物，制备咪唑-银修饰BN杂化材料（Ag(2E4MI)₂Ac@BN），用其填充EP制得Ag(2E4MI)₂Ac@BN/EP复合材料，随后研究其导热性能。结果表明：当填料体积分数为20%时，Ag(2E4MI)₂Ac@BN/EP复合材料的导热系数为1.72 W/(m·K)，比BN/EP复合材料的导热系数（0.96 W/(m·K)）提高了79.2%。Monte Carlo法模拟表明：在EP基体中，Ag(2E4MI)₂Ac@BN的接触热阻R_c=2.7×10⁶ K/W，低于BN的R_c（5.5×10⁶ K/W）。与BN/EP复合材料相比，Ag(2E4MI)₂Ac@BN/EP复合材料的拉伸强度及介质损耗因数（tanδ）增加，电气强度及体积电阻率降低，但仍保持较高电绝缘性能。

为了开发一种安全环保型促进剂，从挥发特性、Zn²⁺含量和对环氧酸酐树脂的促进固化特性三个方面研究了新癸酸锌与环烷酸锌的差异。以高纯度双酚A环氧和甲基六氢苯酐为树脂基体，分别添加新癸酸锌和环烷酸锌促进剂，采用相同工艺制备了树脂固化试样并测试其玻璃化温度（T_g）和热失重曲线（TGA）。结果表明：新癸酸锌促进剂相比环烷酸锌具有分子结构单一、Zn²⁺含量高和挥发性有机物（VOCs）含量极低的特性，对环境友好。相比环烷酸锌，新癸酸锌需要更高的温度来确保环氧酸酐树脂完全固化。但是在现有的相同工艺条件下，新癸酸锌促进固化产物的玻璃化温度温度可达到152℃，相比环烷酸锌（141℃）提高了11℃，表明新癸酸锌促进固化产物具有更好的热机械性能。

使用纳米氧化铝对玄武岩纤维进行表面改性，采用层压法制造改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料（BFRP），并研究纳米Al₂O₃含量对改性复合材料绝缘与力学性能的影响。结果表明：质量分数为1.0%的纳米Al₂O₃改性的玄武岩纤维复合材料（1.0K-BFRP）界面改性效果最佳。与未改性的复合材料相比，1.0K-BFRP的介质损耗因数降低了38.13%，沿面闪络电压提高了42.96%，击穿电压提高了33.96%，表现出更加优越的绝缘性能；拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度分别提高了26.46%、48.19%、66.06%，玻璃化转变温度提高了4.49℃。

为了获得具有优异介电性能的聚丙烯基电缆绝缘材料，本文采用硅烷偶联剂KH570对纳米MgO进行表面改性处理，基于熔融共混法制备出添加改性纳米MgO的聚丙烯基复合材料，研究纳米MgO的添加对复合材料微观形貌、介电性能和力学性能的影响。结果表明：纳米MgO有助于促进聚丙烯从α晶型向β晶型的转变，KH570改性之后的纳米MgO与聚丙烯界面粘接较好。纳米MgO的添加对电荷注入有抑制作用，添加改性纳米MgO质量分数为1%的复合材料的空间电荷密度最小，为0.6 C/m²，过量MgO的添加会导致复合材料出现局部电荷累积。纳米MgO质量分数为1%的复合材料的拉伸强度达到最大，为24.6 MPa，断裂伸长率因MgO的添加而降低。纯聚丙烯基材料的直流击穿强度最低，在100℃时，纳米MgO质量分数为1%的复合材料的直流击穿强度最大，为302 kV/mm，相比20℃下的击穿强度仅下降28.77%。

以2,5-二羟苯基（二苯基）氧化膦（DPOHQ）和环氧氯丙烷（ECH）为反应原料，合成了一种高磷含量环氧树脂（DPOEP），并采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）对其结构进行了表征。以活性酯树脂（DFE617）为固化剂，探究了DPOEP的固化反应特性以及DPOEP添加量、含磷环氧树脂结构对双环戊二烯（DCPD）环氧树脂固化体系阻燃性能、介电性能、耐热性能的影响。结果表明：DPOEP/DFE617固化过程基本按一级反应进行。DPOEP能促进DCPD环氧树脂/DFE617体系凝聚相成炭，固化物的极限氧指数可达到36.6%～38.0%，达到UL94 V-0级。环氧树脂固化体系的介质损耗因数随着DPOEP添加量的增加而减小，且在较低添加量下实现环氧树脂固化材料的无卤化阻燃，同时保持良好的热性能。

为了解决异形喷口压制过程中毛坯开裂的问题，本研究自主设计了一种近净成形异形喷口压制模具，并对模具的结构进行了逐步的优化，同时基于已有的压制工艺对压制压力、压制速度、保压时间等工艺参数进行了优化。结果表明：通过对异形压制模具结构的逐步优化，喷口圆弧过渡区域和V型垫块底部的开裂问题得到解决。通过对压制工艺的优化，喷口毛坯各位置密度一致性得到了提升，圆弧过渡区域的力学性能、电气性能与两端基本无差别，且采用本工艺压制的喷口原材料损耗降低了约30%。

为研究水分侵入下复合绝缘横FRP/RPUF界面的老化特性，制备了FRP/RPUF界面试样，采用湿热老化方法加速水分在FRP/RPUF界面中的侵入与破坏进程；通过吸水率、剪切强度及泄漏电流测试结果，结合SEM、FTIR和TGA等表征技术，分析水分侵入下担FRP/RPUF界面的老化特性。结果表明：水分侵入会使FRP/RPUF界面受潮塑化，并使界面剪切强度降低、泄漏电流增大，但上述破坏作用会随着水分散失而减弱；水分还会使FRP/RPUF界面材料发生水解反应，造成局部缺陷，同时使杂质离子增多，进一步破坏界面的力学性能与电气性能。

目前高压电缆缓冲层烧蚀缺陷缺乏有效的液体修复材料，导致高压电缆线路的烧蚀缺陷隐患无法被及时有效消除。本文制备了丙烯酸基缓冲层烧蚀缺陷液体修复材料，并对实际电缆缓冲层烧蚀缺陷进行了修复实验，研究了修复液中炭黑含量对缓冲层电性能修复效果的影响。结果表明：修复液涂层中炭黑质量分数为20%时，修复缓冲层的体积电阻率降低至新缓冲层的水平，且基本不随温度改变。结合微观形貌的表征，分析认为修复液在缓冲层的纤维表面重新形成炭黑涂层，使得原本不均匀的涂层与不导电颗粒物被涂层包覆，同时无纺布内侧烧蚀形成的连续阻水粉层重新被炭黑涂层覆盖，重建了缓冲层的电气连接，从而有效修复了缓冲层烧蚀缺陷。

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响，造成定子线棒绝缘劣化乃至失效，影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流（PDC）法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性，首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。依据PDC测试结果，提取出稳态电导电流、0.1 Hz极化/去极化损耗、不对称系数等基本特征参量；随后再利用奇异值分解（SVD）算法对线棒样本的PDC数据进行扩展德拜模型的分析，得出其模拟电路的支路数和支路参量，通过分析明确老化过程中上述特征参量的变化规律。最后对不同热老化时长的样本进行傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，从微观角度进一步明确上述绝缘后固化和劣化过程的机理。结果表明：随着绝缘老化程度加剧，稳态电导电流和0.1 Hz极化/去极化损耗增加，不对称系数偏离1的程度加剧，界面极化时间常数τ₂减小。

为了研究热老化条件下高压电缆终端接头内涂覆硅脂对交联聚乙烯绝缘/硅橡胶绝缘复合界面多物理场分布的影响，采用COMSOL Multiphysics软件建立了110 kV电缆终端接头电-热-力多物理场模型，仿真分析了热老化下涂覆硅脂前后复合界面电场、温度场以及应力场的分布。结果表明：界面涂覆硅脂后，增加了界面的密封性，使界面电场畸变程度减小，界面温升略微下降，但界面应力呈现不均匀分布。老化后，硅脂对硅橡胶的溶胀造成硅橡胶相对介电常数升高，界面电荷密度增大，电场强度进一步增大。温度升高加剧了硅脂对硅橡胶的渗透，使硅橡胶材料热导率降低，界面温度较老化前升高。老化后，涂覆硅脂的硅橡胶弹性模量大幅降低，界面应力进一步减小。

为了获取高压电缆缓冲层缺陷的位置信息，本文首先根据缓冲层表面形貌特征将缓冲层状态划分为干燥态、受潮态、腐蚀态以及腐蚀烧蚀态，通过薄片样本研究了缓冲层从干燥态到腐蚀烧蚀态这一缺陷发展过程中体积电阻率和相对介电常数的变化规律。然后推导了高压电缆传输线网络中的分布电容以及分布电导的计算公式，评估了FDR法应用于高压电缆缓冲层缺陷定位的可行性。最后在实验室中搭建了长电缆实验平台，研究了频域反射法定位缓冲层缺陷的有效性。结果表明：缓冲层缺陷的发展主要影响高压电缆的分布电容，产生阻抗不连续点。FDR能够实现对缓冲层受潮及缺陷的定位，但对于腐蚀缺陷及烧蚀缺陷的进一步区分还需结合其他状态检测手段。

为研究激光诱导击穿光谱技术在绝缘子污秽快速定量检测中的应用，提升绝缘子污秽检测精度与速度，本文搭建基于激光诱导击穿光谱技术的检测平台对人工污秽与自然污秽样本进行测试，其中人工污秽样本由NaCl、CaSO₄、CaCO₃与高岭土混合形成，自然污秽样本则取自南方某地区电网中运行2年与4年的硅橡胶绝缘子，借助自由定标激光诱导击穿光谱方法对绝缘子污秽进行快速定量检测。结果表明：两个人工污秽样本中存在不同比例的9种元素成分，而两个自然污秽样本则分别存在9种和11种不同的元素；经过自吸收校正后，绝缘子污秽元素在玻尔兹曼图中表现为分布点排列整齐、回归线斜率一致、拟合程度高以及各元素的谱线强度明显增强，有效降低了自吸收效应对绝缘子污秽快速定量检测的影响，使检测精度得到提升。

为了进一步探究C₄F₇N/CO₂混合气体在高压电气设备中的应用潜能，本研究搭建C₄F₇N/CO₂混合气体制备系统，采用分压法制备了C₄F₇N体积分数不同的C₄F₇N/CO₂混合气体。建立了气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）检测方法，针对C₄F₇N/CO₂混合气体制备过程中检测质量难以控制的问题，基于流体力学及有限元分析，开展不同C₄F₇N/CO₂混合气体的热驱动扩散模拟实验。结果表明：C₄F₇N体积分数为2%、5%、10%时C₄F₇N/CO₂气体浓度扩散平衡的时间分别为4 775、6 600、8 800 s，C₄F₇N气体浓度扩散平衡的时间分别为94、122、158 min。3种C₄F₇N/CO₂混合气体分别在配制100、125、160 min后进行质量检测及应用，可达到良好的质量控制效果。

为研究氧化镁电缆绝缘材料的特性及载流量评估方法，本文首先对氧化镁粉体进行了形貌观测和物相分析，确定其纯度及杂质成分；然后测量了氧化镁粉体的介电及导热性能参数，分析了受潮对材料介电参数的影响；最后提出针对氧化镁绝缘多芯电缆的等效热路模型及载流量简化解析算法，并通过二维数值仿真对解析算法进行了有效性验证。结果表明：干燥氧化镁粉体的体积电阻率在10¹² Ω·m以上，受潮会使其电阻率下降超过1个数量级；在10^-1～10⁴ Hz频率范围内，干燥MgO试样的介电常数约为7.9，介质损耗因数约为5×10^-4～5×10^-3，受潮后介质损耗因数明显增大，特别是低频范围增幅明显；干燥MgO试样的电气强度为3.5～4.8 kV/mm，不同方法测得的数据有一定分散性；利用简化解析算法可对多芯氧化镁电缆的额定载流量进行准确评估，对于实际工程应用有利。

为了准确识别漆包线品质下降的潜在风险，本文研究了表面导电状态对漆包线电绝缘性能的影响，并观察总结了漆包线的电击穿规律。结果表明：表面导电能力提升会使漆包线的局部放电起始电压显著下降，漆包线电击穿大部分情况并不在漆包线的贴合位置，而是随机出现在相邻的两处漆包线电绝缘薄弱点。在漆包线生产、运输、装配过程中要避免表面接触盐类物质，控制装配过程的环境湿度，避免绝缘材料表面电荷传递影响电机整体绝缘性能。