改善电机绝缘体系的制造和设计水平，可以提高我国大电机制造和设计的整体水平。单机容量不断攀升，额定电压不断提高，对大电机绝缘系统提出了更高的要求，对于额定电压等级为26kV的定子线棒，如何设计合理的防晕结构，成为亟待解决的问题。首先，本文从电路角度出发，建立了各种情况下电机端部电场计算的等效电路模型；开发了基于Matlab语言的防晕层电位分布计算软件；定性地讨论了定子线棒的额定电压、防晕层的固有电阻率、非线性系数和防晕层长度等因素对电机端部电场分布的影响。然后根据定子线棒的结构建立了电场仿真模型，利用COMSOL Multiphysics分析了三维情况下定子线棒的电场分布特性。讨论了搭接结构和线棒转角大小对大电机端部电场分布的影响。研究结果表明：由于线棒在空间中弯曲使转角内侧长度小于转角外侧，防晕层在转角位置内侧的电势、电场和损耗分布均高于外侧。尤其线棒宽面上内外两侧的损耗，最大差值甚至在2倍以上。延伸低阻区使其覆盖整个转角部分，可以消除线棒转角产生的不利影响，同时改善匝间电场分布。搭接结构使该处场强值提高，但对其它部分电场无明显影响。最后，通过COMSOL Multiphysics二次开发模块实现了遗传算法与有限元仿真分析的结合。调用Matlab遗传算法工具箱对额定电压等级为26kV的定子线棒防晕结构进行了优化设计。优化结果显示：在3倍额定电压的作用下，线棒端部最大场强仅为起晕场强的36.7%，防晕层最大损耗和防晕层末端对导体电位均控制在了合理范围。此项研究可为额定电压为26kV的定子线棒防晕层优化设计提供参考。