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随着全球能源互联网的提出,如何将分布式电源合理接入电网成为电力系统发展亟待解决的重要问题之一。电力电子变压器因其高度可控性在分布式电源并网方面具有优势。但上升时间短、幅值大、频率高的类高频与脉冲波形的电力电子激励在实现电力电子变压器高度可控性的同时也会对绝缘造成更大的威胁。用于电力电子变压器内部绝缘材料的聚酰亚胺(Polyimide,PI)在类高频与脉冲波形的电力电子激励作用下的绝缘性能缺陷成为制约电力电子变压器向高可靠性、高电压、大容量化发展的关键原因。因此通过分子结构改性和纳米改性来提升PI薄膜的高频绝缘性能,对于推进电力电子变压器的进一步发展具有重要意义。为制备得到耐电晕能力较强且质量较高的PI薄膜,本文选择分子链最短且链端由NH2修饰的纳米有机硅(1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷,GAPD)进行改性,在提升PI耐电晕性能的同时,避免了相分离导致的“陷阱”作用。引入苯硫醚和GAPD,在提升PI耐电晕的同时,降低介电损耗。还在原有制备方法的基础上,采用氮气密闭装置进行制备、更缓和的方式进行真空除泡以及无尘环境下进行涂膜,避免了空气中水分对聚酰氨酸相对分子质量的影响,提升了聚酰胺酸的粘稠度,同时还避免了由于溶液中气泡和空气中尘埃在PI薄膜中引入的缺陷,提高了实验室制备所得PI薄膜的质量。为研究纳米有机硅/PI薄膜的理化性能是否满足运行要求,并得出最佳的改性方案,本文对改性PI薄膜的红外光谱、扫描电镜、紫外-可见光吸收光谱、频域介电谱以及热失重曲线等理化性能进行了测试。测试结果表明:相比于无机纳米颗粒,GAPD的加入在PI薄膜内部形成了由Si-O-Si连接的网状结构,具有更好的分散性,几乎不会发生团聚现象；虽然GAPD的加入会在一定程度上提升薄膜的介电常数和介电损耗,降低薄膜的热稳定性,改变PI分子间混合层的堆砌结构,但改性得到的纳米氧化硅/PI薄膜仍然具有优良的性能,能满足实际运行的要求;而在制备过程中,将40%的4,4′-二氨基二苯醚(ODA)替换成4，4′-二氨基二苯硫醚(SDA)后得到的PI薄膜,具有更好的分散性,更低的介电损耗以及更紧密的分子间堆砌结构,这对于提升PI薄膜的高频绝缘性能具有更大的优势。基于此,本文提出了一种低介损、耐电晕、能满足高频绝缘性能要求的PI的改性方案,即在PI的制备过程中将40%的ODA替换成SDA,并加入摩尔分数为4%的GAPD进行改性。为研究纳米有机硅/PI薄膜的高频绝缘性能,本文采用针-板电极,在15kHZ的电源电压频率下进行沿面放电实验,测试了 PI薄膜的沿面放电起始电压和沿面闪络电压以及绝缘寿命,并使用相机对沿面放电过程进行拍摄,使用自编采集系统对放电数据进行采集分析。结合理化性能测试,初步解释了其耐电晕性能的物理机制。研究结果表明:纳米氧化硅/PI薄膜拥有更高的沿面放电起始电压和沿面闪络电压,其耐电晕性能也有所提升(薄膜寿命提升53.7%),这是由于GAPD的加入会导致PI分子结构、分子键能以及空间陷阱数量等因素发生改变;根据相机拍摄的沿面放电过程,将沿面放电划分为沿面放电起始阶段,沿面放电稳定发展阶段,沿面放电快速发展阶段以及沿面闪络阶段这4个阶段。GAPD的添加会导致前两个阶段持续时间的增加,从而提升了 PI薄膜的寿命。但同时也会导致闪络前的放电加剧；PI薄膜在高频正弦电压下的放电相位均出现在电压极性发生反转的区域,这与注入陷阱中的空间电荷所形成的电场有关。相比于传统PI薄膜,纳米氧化硅/PI薄膜放电相位更为集中。