本文阐述了真空轴向绝缘堆闪络概率分析方法的研究背景和意义，综述了国内外在此方面的研究现状和存在的问题。 目前看来，影响真空轴向绝缘堆闪络概率的三个主要因素是：多层绝缘、圆周渡越时间和绝缘环间电压分配均匀性。因此，对于多层长渡越时间轴向绝缘堆闪络概率的分析必须综合考虑上述三个影响因素，这也使得这种情况下的闪络概率分析具有其独特性。本文在独立考虑上述因素的影响下，得出真空轴向绝缘堆闪络概率的两种分析方法：基于JCM经验公式和基于统计学经验公式的分析方法，并对两种方法的优劣进行比较。在实验验证的基础上，最终应用于实际绝缘堆结构（PTS装置绝缘堆）的设计和计算中。本文通过真空固体绝缘的理论研究和基础性实验研究，结合对新型真空固体绝缘材料的需求分析，全面掌握了真空轴向绝缘堆设计方法及其相关技术，填补国内在该技术领域的空白，同时也为今后类似绝缘堆结构的研制奠定基础。 首先，本文较为系统地总结了标准45°真空固体绝缘界面研究领域的理论和实验研究现状以及影响其耐压性能的因素。在前人提出的两种基本沿面闪络理论模型（SEE和EPTR）的基础上，创造性提出了阴极三相点激发和阳极三相点激发两种机理在实验现象上的平衡表现理论。设计了一套真空固体绝缘实验装置，对几种不同绝缘材料的45°截锥体样品进行了大量沿面闪络实验研究。利用大量类似工作环境下的脉冲电压(t_eff≈100ns)闪络实验数据，拟合出经验公式中的关键系数，进一步完善了标准45°真空固体绝缘界面闪络经验公式（JCM经验公式和统计学模型经验公式）的数据基础。 在上述两个沿面闪络经验公式的基础上，推导出基于两种不同经验公式的真空轴向绝缘堆的全堆闪络概率计算方法：基于JCM经验公式的的全堆闪络概率计算方法和基于统计学经验公式的全堆闪络概率计算方法。在全堆闪络概率的计算中，分别考虑了圆周渡越时间以及绝缘环间电压不均匀分配的影响。对于每种方法的描述中都给出了详细严密的数学推导和物理内涵分析。在基于统计学经验公式的全堆闪络概率计算方法的论述中，给出了改善绝缘堆工作性能的一些可能途径。在计算方法的研究中，创造性地探索出：绝缘环间过电压因子的计算方法（静电场处理方法）、圆周渡越时间的计算方法（等效介电常数法）、电压有效作用时间的计算方法（分段线性处理方法）、基于统计学经验公式全堆闪络概率的一个简化数值计算方法以及相应的C语言计算程序。 对上述两种全堆闪络概率计算方法进行了两个方面的验证：一个方面是利用国外已有Z装置绝缘堆的运行数据进行验证；另一个方面是设计了一个小绝缘堆实验进行验证。两个方面的数据结果表明，基于统计学模型的全堆闪络概率计算方法比基于JCM经验公式的全堆闪络概率计算方法与实际绝缘堆的工作性能吻合得更好。 最后，将经过实验验证的基于统计学模型的全堆闪络概率计算方法应用于实际PTS装置绝缘堆的设计中，详细计算出PTS装置绝缘堆A、B、C、D各层的全堆闪络概率与绝