自从超导现象被发现后,超导技术一直在迅速发展,随着高温超导的研究与发展,超导技术的应用领域更加广泛,其中在电工领域的应用对电力工业的发展具有重大的意义,也引起了极大的关注。超导技术与电工技术也逐渐结合产生一项具有广阔应用前景的新兴技术,即超导电力技术。超导电力设备中绝缘材料发挥着至关重要的作用,但是由于超导磁体工作于极低温环境下,常温环境使用的绝缘材料在极低温环境下可能产生气隙、开裂等绝缘缺陷,从而导致绝缘故障甚至引发严重的事故,因此绝缘材料还需要具有良好的耐低温性能。为研究增韧环氧树脂在极低温环境下的电气特性,本文提出了一种电性能测试装置的设计方案,根据电气性能测试的需求设计装置结构,选择装置材料与密封结构,通过理论计算验证设计的装置满足结构强度设计要求。同时使用ANSYS有限元分析软件进行了结构强度分析和结构稳定性分析,最后分析计算结果得出,设计的电性能测试装置满足结构强度,并且在工作状况下不会发生失稳现象。为研究电性能测试装置中电极形状及电极间距对电介质电场强度分布的影响,在不同电极形状和间距的情况下进行有限元电场分析并对比结果得出,氮气中的电场强度随电极间距的增大而减小,同时尖锐的电极会产生明显较大的电场强度,因此超导电力设备中为防止产生电场集中的情况,应当尽量避免出现尖锐结构。为研究绝缘缺陷对绝缘性能的影响,通过对不同位置的气隙缺陷进行电场分析,与无缺陷试样模型的结果对比得出,气隙缺陷会使试样模型中最大场强增大,其中位于外表面的气隙缺陷使电场强度的增大最为明显。然后以16kA高温超导电流引线为研究对象,建立模型进行电场分析,对比结果得出,绝缘结构中变化较大的部位容易产生电场集中,气隙缺陷或材料混合不均匀也会明显增大该缺陷处的电场强度,可能造成局部放电,最终导致绝缘失效。因此在高温超导电流引线的结构设计中应尽量避免尖端结构,同时可以改进绝缘结构的制作工艺,降低材料的气隙率并避免材料各组分混合不均匀的现象。图[76]表[14]参[66]