以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）为树脂基体，SiO₂为填料，采用双辊开炼机和平板硫化机通过热压法制备SiO₂/碳氢高频板。探究树脂膜成型方法，以及在开炼机制膜下不同含量、形貌的SiO₂对碳氢高频板介电性能、剥离强度、导热性能、拉伸性能和吸水率等的影响。结果表明：相较于传统溶剂法制备的树脂胶膜，利用开炼机进行无溶剂制膜在复合树脂成型及材料性能等方面有明显优势；随着SiO₂含量的增加，碳氢高频板的介电常数、介质损耗增大，剥离强度和吸水率均降低；填充相同粒径、含量的SiO₂时，球形SiO₂/碳氢高频板的介电常数、介质损耗因数和吸水率低于角形SiO₂/碳氢高频板。当球形SiO₂质量分数为75%时，碳氢高频板的综合性能较优，介电常数低于3.3，介质损耗因数为0.002 2，吸水率低于0.04%。

本文分别选用环氧丙烷-四氢呋喃共聚醚或聚四氢呋喃醚二醇作为聚合物多元醇，甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）以及3,3′-二甲基-4,4′-联苯二异氰酸酯（TODI）作为固化剂，并添加适量二氧化硅气凝胶，成功研发出不同类型聚氨酯灌封材料。对各类聚氨酯灌封材料的力学、工艺、耐低温、耐高温、耐高低温冲击以及绝缘性能等进行系统性分析。结果表明：以环氧丙烷-四氢呋喃共聚醚与TODI为主要成分，并添加质量分数为0.5%的二氧化硅气凝胶所制备的聚氨酯灌封材料，展现出卓越的工艺性能、力学性能以及绝缘性能，同时对高低温冲击展现出极高的耐受性。该材料的玻璃化转变温度低至-69.3℃，在-60℃下的压缩耐寒系数可达0.54；其5%热失重温度高达302.3℃；经历-65～125℃的循环冲击20次后，材料拉伸强度保持率高达93.5%，尺寸变化率仅为-0.6%，并且仍然保持着良好的绝缘性能，体积电阻率达到4.2×10¹² Ω·cm，电气强度为25 kV/mm。

厚膜加热已成为新能源汽车热管理的主要应用方案之一。为满足新能源汽车热管理的应用需求，有必要开发可用于铝基厚膜加热元件的介质浆料。本文利用无机玻璃工程师系统内置的机器学习模型进行性质预测，辅助铝基厚膜加热元件介质层绝缘玻璃的配方开发，并进行实验验证。结果表明：最优配方制备的玻璃可在580℃下烧结，热膨胀系数为18.8×10^-6℃^-1，当介质层厚度>110 μm时，其击穿电压>1.29 kV，泄漏电流小于0.21 mA，可满足铝基厚膜加热元件介质层的使用要求。

针对变压器油长期运行后出现的老化问题，本文设计制备出葡萄糖碳-凹凸棒土（GLU-APT）、淀粉碳-凹凸棒土（AL-APT）以及聚多巴胺碳-凹凸棒土（PDA-APT）3种复合吸附材料，用于退役变压器油的再生研究。通过X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和N₂吸附-脱附测试对复合材料进行结构和形貌表征。结果表明：3种复合材料对退役油的脱色和降酸值效果较APT明显提升，其中GLU-APT对退役油的再生效果最佳。当GLU-APT吸附剂与废油质量比为1∶2、吸附时间为1 h、吸附温度为90℃时，再生油的脱色率可达到88.2%，酸值降至0.010 mgKOH/g，5次循环再生后可保持90%的吸附性能。

高压电缆屏蔽层与绝缘层之间的界面特性是决定电缆服役寿命和运行可靠性的关键因素。本文从调控导电炭黑（CB）分散性角度出发，开展高压电缆屏蔽层与交联聚乙烯（XLPE）绝缘层的界面特性影响研究。制备了两种配方体系的半导电屏蔽料，并选取进口半导电屏蔽料作为对比样，综合评估了屏蔽层与绝缘层的力学、热学和电学匹配性。结果表明：在基体树脂中引入高分子分散剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）能够显著改善CB的分散性。屏蔽层与绝缘层的力学匹配性主要受到交联的影响，良好的交联匹配性能够提高界面的结合力，避免剥离现象。PVP改性后的屏蔽层在热膨胀系数方面与绝缘层具有更佳的热学匹配性，导热性能也优于进口屏蔽料。同时，CB分散性的改善优化了屏蔽层与绝缘层的电学匹配性，提升了屏蔽-绝缘界面的交流电气强度。

为研究绝缘木浆打浆过程中纤维特性及其对电解电容隔膜性能的影响，通过Valley打浆机获得不同打浆度的纤维用以制备电解电容隔膜，并测试其力学性能及电气性能等关键指标。结果表明：随着打浆时间的增加，绝缘木浆的打浆度提高，纤维长度降低，帚化度上升。随着打浆度的提高，所制备的隔膜表面孔隙结构明显减少，隔膜的紧度、抗张强度及电气强度提高。此外，随着打浆度的提高，隔膜的吸液性能下降，单位厚度的等效串联电阻（ESR）提高。

电缆终端结构材料与绝缘油的相容性对于电缆的安全稳定运行具有重要影响。本文通过分析电缆终端应力锥材料硅橡胶、乙丙绝缘自粘带和卤化丁基+乙丙防水绝缘带在相容性试验前后的形貌、溶胀性能和力学性能变化以及聚异丁烯在相容性试验前后的理化性能和介电性能变化，并结合衰减全反射傅里叶变换红外光谱和热重分析等手段，研究了电缆终端材料与聚异丁烯的相容性。结果表明：应力锥材料硅橡胶与聚异丁烯的相容性良好，乙丙绝缘自粘带和卤化丁基+乙丙防水绝缘带与聚异丁烯的相容性不佳，浸渍绝缘带材的聚异丁烯的理化性能和介电性能在相容性试验后也发生了劣化。

气体绝缘输电线路（GIL）的温升特性决定了其通流容量，为掌握全氟异丁腈（C₄F₇N）混合气体和干燥空气这两类典型环保绝缘气体的温升特性，对126 kV三相共箱型气体绝缘输电线路的温升过程进行仿真，根据仿真结果建立温升试验平台，开展了不同气体介质、不同通流等条件下的温升试验。结果表明：在相同通流条件下，C₄F₇N/CO₂混合气体与干燥空气在典型应用参数下的温升接近，但均高于SF₆气体的温升；当通流为3 150 A时，充入C₄F₇N/CO₂混合气体与干燥空气均可满足设备温升不超过75 K的要求，但当通流为3 465 A时，充入C₄F₇N/CO₂混合气体与干燥空气均无法满足设备温升要求；同时还发现，分别充入3种气体时B相温升均高于A、C相，符合仿真结果和热对流过程，说明在126 kV三相共箱型GIL的温升设计中需要重点考虑B相导体的最高温升。

为探明干式空心电抗器包封绝缘材料在分子层面的热老化机理，本研究在180℃下对环氧/玻璃纤维复合材料进行了336 h的加速热老化试验，并采用红外光谱、介电谱及交流电气强度测试表征老化后环氧/玻璃纤维复合材料的官能团、分子链段运动、活化能及交流电气强度演变特性。模拟计算并探讨了老化过程中化学结构变化及分子链段运动特性演变导致的活化能下降对交流电气强度的影响。结果表明：老化过程中会产生大量以酯基、酮基为主的羰基基团和小分子链。这些小分子链和极性基团会极大增加环氧基体内部自由体积和自由电子数量，使链段运动逐渐增强，活化能降低，最终导致绝缘性能大幅下降。

为了抑制高压直流穿墙套管内绝缘的表面电荷积聚、改善其闪络性能，使用氟/氮混合气体在相同条件下对套管支撑绝缘子用环氧树脂和管体用环氧树脂进行了表面氟化改性对比研究。结果表明：氟原子通过取代氢原子和加成碳-碳双键分别引入到两种环氧树脂的表层并形成C-F键。氟化伴随有断链发生，断链主要发生在交联点。由于环氧值的不同，两种环氧树脂显现出不同的交联密度。SEM图像显示两种环氧树脂有不同的氟化层厚度和表面形貌。表面电位衰减测试和表面电导率测量表明氟化不同程度地增加了两种环氧树脂的表面电导率，抑制了它们的表面电荷积聚。闪络试验表明氟化显著地提高了两种环氧树脂的直流闪络电压，且提升幅度相当。