电机磁性槽楔在改善气隙磁密分布、降低电机温升与噪音、提高效率等方面具有重要作用，但其脱落会引发扫膛和绝缘损坏等严重问题，威胁电机的安全运行。为此，本文系统综述了磁性槽楔防脱落技术，归纳了影响磁性槽楔脱落的因素，总结了材料和结构对磁性槽楔防脱落性能的影响，梳理了现有的槽楔脱落检测方法，并探讨了防脱落研究的未来发展方向。

高压交联聚乙烯（XLPE）电缆构成了城市电网的核心输配电通道，其缓冲层因烧蚀而失效已成为威胁电缆本体安全和电网稳定运行的重要隐患。本文总结了高压电缆缓冲层缺陷检测的研究现状，对电气检测法（宽频阻抗谱法、局部放电检测法）、化学气体检测法（特征气体分析）及影像学检测法（X射线成像法、CT检测技术）等主流方法，分别就其检测原理、效果、适用场景与优缺点进行了梳理和对比，最后指出现有技术面临的挑战与发展方向。

为研究不同促进剂及其用量对环氧树脂酸酐体系（EP/MTHPA）预固化及固化物性能的影响，本研究采用DMP-30、N,N-二甲基苯胺和N,N-二甲基苄胺3种促进剂，分别在不同固化剂用量下制备EP/MTHP固化物，研究各体系的预固化性能和固化物的力学性能、热稳定性及电学性能。结果表明：促进剂用量为0.75 g时，树脂体系黏度变化更适宜生产，其中EP/MTHPA/DMP-30体系展现出优异的综合性能，其聚合活化能最低为74.58 kJ/mol，热变形温度达到123.40℃，弯曲模量、弯曲强度、冲击强度分别为123.6 MPa、2.9 GPa、14.8 kJ/m²，体积电阻达到9.6×10¹⁶ Ω·cm。

为改善聚丙烯（PP）的介电性能，本文通过向PP基体中添加不同质量分数的β成核剂与纳米蒙脱土（MMT）以构建不同三元复合体系β-MMT-PP，并研究二者的协同作用对PP微观结构及介电性能的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜、电声脉冲法（PEA）、电导电流及直流击穿测试等手段对改性后的PP材料进行表征。结果表明：适量β成核剂与MMT的添加可有效改善PP的微观结构，当β成核剂与MMT的质量分数分别为0.5%和1.0%时，复合体系中β晶型含量和结晶度达到峰值，分别为84.01%和55.4%。随着β成核剂与MMT的添加，PP的空间电荷注入阈值场强与击穿强度均有所提升，最高分别可达19.73 kV/mm和94.99 kV/mm。适量的β成核剂可诱导α晶型向β晶型的转化并细化球晶，从而更好地改善材料的介电性能。

本研究旨在明确国产洗涤聚丙烯树脂结晶特性及流延工艺对铸片微观结构与双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜综合性能的影响规律。以国产洗涤聚丙烯树脂为研究对象，借助偏光显微镜（POM）和广角X射线衍射仪（WAXD）等表征手段，系统探究国产树脂结晶特性、流延工艺对铸片微观结构的调控规律、以及对BOPP薄膜综合性能的影响。结果表明：国产聚丙烯树脂在缓慢降温过程中可以形成尺寸较小的β晶。提高冷辊温度可以增加铸片的结晶度、β晶含量及球晶尺寸，而铸片表面的β晶会直接影响国产BOPP薄膜表面的粗化环尺寸和分布形态。国产BOPP薄膜的综合性能已经趋近于进口同规格产品。

为了制备综合性能优异的环氧树脂基复合材料，本研究采用双模板法合成了树枝状纳米二氧化硅（DSiO₂），并将其用于改性环氧树脂（EP）。通过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）、透射电子显微镜（TEM）及氮气吸附-脱附测试，研究复合材料的结构与性能的关系。结果表明：经硅烷偶联剂Z-6040改性后，DSiO₂在环氧树脂中的分散性优异。当DSiO₂质量分数从0增至0.9%时，复合材料的固化起始温度从160.7℃降至111.3℃，峰值温度从196.3℃降至159.6℃；拉伸强度从24.2 MPa提升至53.6 MPa，断裂伸长率从10.5%增至13.5%，洛氏硬度从85.1提升至91.5。相比未改性EP，DSiO₂/EP复合材料的储能模量显著提高，玻璃化转变温度（T_g）向高温方向移动，热稳定性增强。

针对纤维素绝缘纸与低介电常数的绝缘油组成油-纸复合绝缘系统时存在的介电匹配问题，本研究利用低温等离子体对绝缘纸进行表面处理，以改善油-纸绝缘性能。利用纳秒脉冲电源驱动介质阻挡放电（DBD）产生Ar/HMDSN等离子体，研究媒质流速和处理时间等运行条件参数对绝缘纸以及油-纸绝缘性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱仪（EDS）分析表面物理化学特性变化，从而探究绝缘纸性能变化机理。结果表明：绝缘纸的绝缘性能和力学性能随媒质流速和处理时间增加呈先增加后减小的变化规律，在15 mL/min的流速下处理6 min时性能提升最为显著。与未经等离子体处理的绝缘纸相比，该条件下处理后的绝缘纸相对介电常数降低了35.7%，抗拉强度提高了23.1%，闪络电压和击穿强度分别提高了34.2%和25.0%，油-纸绝缘的闪络电压和击穿强度也相应提升了24.4%和17.2%。在等离子体处理过程中，反应媒质产生的低极性分子碎片可穿透绝缘纸并在纤维表面发生沉积聚合，降低分子极性，从而全面提高了绝缘纸表面和本体的绝缘性能。

为研制兼具优异阻燃性能、电学性能以及力学性能的复合隔板材料，满足新能源汽车动力电池系统安全需求，本研究通过向聚苯乙烯（PS）中添加不同质量分数的纳米氧化锡锑（ATO），制备了一系列ATO/PS复合材料。系统对比了PS与ATO/PS复合材料的微观形貌、力学性能、防火阻燃性能、电学性能和耐腐蚀性能。结果表明：当ATO质量分数为4%时，ATO/PS复合材料的综合性能最佳，与纯PS相比，其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击强度分别提升27.75%、36.71%、20.31%和26.54%；阻燃性能显著改善，极限氧指数提高23.7%，UL-94等级由NR提升至V-0；电学性能方面，体积电阻率降低77.5%，介质损耗因数降低51.5%。当ATO质量分数为5%时，过量ATO因团聚效应导致力学性能下降，阻燃与电学性能提升趋缓。

为系统研究聚丙烯（PP）材料在直流电压下的短时及长期耐受性能，本文以PP片状试样为对象，测试了不同温度及厚度下试样的直流击穿强度。通过线性升压和逐级升压试验，研究了电压施加方式和上升速率对试样直流击穿强度的影响。在此基础上，结合恒定电压下的击穿试验数据，综合对比了不同加压方式所确定的材料直流电压耐受指数，并分析了各方法的适用性。结果表明：随着温度升高，PP试样的直流击穿强度下降，符合Arrhenius方程；随着试样厚度增加，击穿强度呈反幂规律下降；电压上升速率越快，测得的直流击穿强度越高；随着电压作用时间延长，试样的击穿强度降低。基于恒定电压法和逐级升压法数据，利用电老化反幂定律所确定的PP材料直流电压耐受指数约为13。

为解决特高压柔性直流输电系统中干式直流电容器用双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜依赖进口、国产聚丙烯树脂灰分含量偏高导致薄膜绝缘及耐老化性能不足的关键问题，本文选取进口电工级、国产连续洗涤低灰分、国产未洗涤高灰分聚丙烯树脂制备BOPP薄膜，系统表征了薄膜微观形貌、结晶结构与电学特性，并开展了交-直流叠加电-热联合老化试验。结果表明：低灰分国产洗涤聚丙烯树脂制备的BOPP薄膜具有更高的电气强度和更稳定的高温介电性能，且老化后薄膜晶区结构无显著变化，电学性能接近进口BOPP薄膜水平。

为解决配网电缆外护套机械寿命现场无损、带电评估的难题，本文搭建热老化与湿-热加速老化平台，系统研究了PVC护套压缩模量随老化时间及多应力耦合作用的演变规律。依据压缩模量的变化规律，构建了Arrhenius单应力老化模型与Peck湿热耦合老化模型，并对比了两种模型的预测误差；同时提出了径向与轴向多点采样的现场取点方案。结果表明：压缩模量随老化时间呈指数上升，断裂伸长率则快速下降；在120℃条件下，相对湿度为60%时的劣化速率较相对湿度为40%时显著提高，湿度环境可进一步加速材料的刚柔转变过程；在湿热环境下，Peck湿热耦合模型相较Arrhenius模型可显著降低预测误差。电缆径向与轴向多点采样相比于传统样片测试误差可降至4.1%。

在直流气体绝缘输电线路（GIL）安装及运行过程中容易产生金属微粒，这些微粒在电动力作用下有可能接触到绝缘子，引发绝缘子表面电场畸变、局部放电甚至绝缘击穿，严重威胁GIL设备安全运行。本文基于直流GIL电场-流场耦合数学计算模型，结合直流GIL内部金属微粒运动轨迹，研究上提式微粒陷阱作为微粒运动抑制方案的可行性。结果表明：加装微粒陷阱后，大多数微粒的起跳运动受到抑制；陷阱底部区域的电场强度明显降低，但陷阱顶部区域以及绝缘子、高压导杆等部位的电场畸变程度有所增大，设计陷阱参数时需平衡电场屏蔽范围与畸变风险；通过优化陷阱的提升高度、栅格宽度、挡板宽度及分布角度等参数，可以扩大低场强覆盖区域，增强陷阱的电场屏蔽效果与提高微粒运动抑制能力，降低逸出微粒的比例。

干燥空气作为SF₆气体的替代气体被广泛应用于气体绝缘组合电器。而金属微粒污染是限制高电压等级气体绝缘组合电器发展的关键问题。本文基于时间-体积理论建立了预测高压空气间隙累计击穿概率的模型，并在该模型的基础上研究了高电压等级下金属微粒对高压干燥空气间隙击穿特性的影响。结果表明：靠近电极的金属微粒更容易引起间隙击穿，且靠近高压电极比靠近接地电极更易引起击穿。同时，具有尖锐突起的微粒比圆形微粒更易引起间隙击穿。因此，在气体绝缘设备的设计中应当使用微粒捕捉器或者挡板使金属微粒远离电极，且需尽量避免具有尖锐突起的微粒出现。

玄武岩纤维复合材料经长时间湿热老化后，纤维与树脂之间的结合容易遭受破坏，因此研制耐湿热老化涂层成为推进玄武岩纤维应用的关键。本文通过分子动力学模拟及第一性原理分子动力学模拟耐湿热上浆涂料的构筑，模拟分析了双酚A型环氧树脂（DGEBA）、二聚酸改性环氧树脂（DAER）、氢化双酚A型环氧树脂（HBPA）及脂环族环氧树脂（CER）四类环氧乳液用于玄武岩纤维上浆涂层时对玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）耐湿热效果的影响。结果表明：由于CER与甲基六氢邻苯二甲酸酐（MHHPA）的一次交联结构极性低、能隙高，经过CER改性后的玄武岩纤维（BF-CER）赋予了复合材料最优的绝缘性能；同时，高界面结合能使其弯曲强度在四类样品中最高。BF-CER因介质阻滞能力和结合能稳定性均较强，老化20 h内力学及电气性能稳定性最佳。老化20～120 h内，HBPA改性后的玄武岩纤维因湿热降解程度较低，稳定性最高。综上，BF-CER耐湿热老化特性最为突出。

绝缘界面缺陷是极寒环境下电缆终端发生故障的重要诱因，而环氧树脂/硅橡胶界面的应力状态直接决定了电缆终端界面的机械完整性及热、电性能的稳定性。本研究首先基于实际套装工艺，设计了电缆终端中环氧树脂/硅橡胶界面的简化模型，利用有限元分析仿真计算了极寒条件下该简化模型的界面应力；然后通过超声脉冲检测系统建立了环氧树脂/硅橡胶复合样片的界面应力-反射系数定量模型；最后制备了简化终端模型，在20℃～-40℃的极寒环境下开展超声脉冲检测实验，并利用前述的定量模型反推出不同温度下的界面应力，与仿真结果进行对比。结果表明：环氧树脂中的超声声速随温度降低而线性上升，上升速率为3.446 7 m/(s·℃)。在从20℃降至-40℃的过程中，环氧树脂/硅橡胶界面应力因温度下降导致的过盈量损失而显著降低。仿真结果与试验结果的误差保持在5%左右，验证了本文界面应力反推方法在极寒环境下的可靠性。

瓷绝缘子是输电线路中的关键部件，其缺陷问题将直接威胁电力系统的安全稳定运行。本文以XP-160型瓷绝缘子为研究对象，提出了瓷绝缘子缺陷微波检测数值模拟方法。对比分析了裂纹与金属夹杂物缺陷下反射系数和透射系数的变化规律，获得了最佳检测方式和检测频率，并对检测机理进行了分析。结果表明：在频率为20 GHz时，使用微波反射法且天线水平放置时对两类缺陷的检测效果最佳，且通过旋转检测可实现缺陷方向的识别。内部缺陷会导致附近电磁场分布发生变化，进而导致特征参量的变化。

本研究基于近红外光谱技术建立一种适用于电缆交联聚乙烯（XLPE）绝缘层力学性能指标的现场快速检测方法。针对XLPE绝缘层高透光性的特点，综合考量光谱重复性与信噪比，搭建了一种透反射式“6+1”型光纤采集探头及配套检测装置。采集了60个电缆样品的近红外光谱，并采用二阶微分预处理消除了光谱基线漂移的影响。参照GB/T 2951.11—2008测定了样品的断裂伸长率和抗张强度，将其作为建模参考值，验证参考值数据的重复性。采用偏最小二乘法将预处理后的光谱矩阵与参考值进行关联，建立了XLPE绝缘层力学性能指标的多元校正模型。结果表明：该模型对断裂伸长率和抗张强度的交叉验证标准误差分别为12.16和0.55；利用模型对5个盲样进行预测，预测结果与参考值的相对偏差均小于5%，证明该模型能够有效实现XLPE绝缘层力学性能的快速评估。