玻璃纤维增强环氧树脂复合材料由于其优异的电气绝缘性能和机械性能广泛应用于电气绝缘领域,如用作复合绝缘子芯棒材料和干式电抗器绕组导体匝间绝缘材料等。玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在制造过程中不可避免的会引入细微缺陷,这些缺陷导致的局部高场畸变将引发电树枝的生长。研究表明电树枝老化是导致玻璃纤维增强环氧树脂材料绝缘性能劣化的重要因素之一,但其生长特性尚不明确,生长机制有待研究。本文采用典型的针板电极系统搭建了聚合物电树枝老化试验平台,制备了玻璃纤维增强环氧树脂材料试样,研究了在电场方向分别平行和垂直于玻璃纤维情况下玻璃纤维增强环氧树脂材料中电树枝的生长特性及机制。电树枝生长和SEM(扫描电镜)实验结果表明,玻璃纤维表现出对电树枝生长的吸引作用。电树枝在玻璃纤维附近将沿玻璃纤维与环氧树脂基体的界面区域生长,且生长路径贴近玻璃纤维表面。当外施电场平行于玻璃纤维时,电树枝在玻璃纤维增强环氧树脂试样中的生长形貌表现为多分支直线式生长;当外施电场垂直于玻璃纤维时,电树枝的生长形貌表现为团聚式生长。通过局部放电测试实验,发现当电场平行于玻璃纤维时,电树枝生长过程中的局部放电PRPD谱图表现为“条纹状”,且出现了等效时长较长的局部放电脉冲团簇,由此推断局部放电向玻璃纤维与环氧树脂界面通道集中;当电场垂直于玻璃纤维时,电树枝生长过程中的局部放电PRPD谱图表现为正常的三角形,由此推断局部放电既存在于玻璃纤维界面通道中,也存在于沿电场方向生长的环氧树脂通道中。基于实验结果,建立了单根平行玻璃纤维环氧树脂中的电树枝生长仿真模型,结果表明玻璃纤维与环氧树脂界面处积聚的异极性空间电荷增强了电树枝尖端与玻璃纤维之间的电场强度,导致了电树枝向玻璃纤维生长。最后,本文探讨了玻璃纤维增强环氧树脂中的电树枝生长机制,描述了电树枝的生长过程。