直流输电技术由于其在稳定性与经济性等方面的诸多优点,成为目前电气工程领域内研究的热点。高压直流塑料电缆是直流输电的关键设备之一,相对于油纸绝缘直流电缆,具有体积小、输送容量高和免维护等优势,因此研究和开发塑料绝缘直流电缆对直流输电至关重要。然而在塑料绝缘中,由于空间电荷分布不均匀会造成电缆绝缘内电场畸变影响其绝缘强度以及加速绝缘的老化,因此研制塑料绝缘的关键问题是解决绝缘内空间电荷积聚的问题。本文采用电声脉冲法研究聚乙烯及其复合介质内空间电荷分布发现:聚乙烯生产工艺的不同,造成了其内部空间电荷分布的差异。以不同厂家生产的低密度聚乙烯作为基础材料,掺杂相同类型与含量的填料,复合介质内空间电荷分布有较大差别。复合介质的结晶行为影响其内部空间电荷分布,但其对空间电荷的影响小于杂质离子浓度等因素的影响。交联聚乙烯内交联副产物含量对其空间电荷分布影响较大;研究还发现电极材料也是影响XLPE及其复合介质内空间电荷分布的重要因素之一。添加适量的纳米MgO粉末可以有效的改善复合介质内空间电荷分布、击穿特性、电导率和机械性能。利用傅里叶变化红外光谱(FT-IR)与差热分析(DSC)对XLPE与MgO/XLPE纳米复合介质进行研究发现,MgO与XLPE的分子基团之间有相对较强的相互作用。