随着我国社会经济的快速发展,电能需求不断增加,高容量、大负荷电力电缆的应用越来越广泛,电缆线路的安全可靠、经济合理运行是保障电力电缆系统的关键。其中,地下电缆系统作为现代配电和输电网络系统的重要组成部分,其电缆温度直接影响了热阻和载流量,而回填区域的填充材料传热性能又直接影响电缆与周围介质间的传热,从而影响电缆温升。因此,对电缆填充材料传热性能的研究有助于提高输电线路的运行价值。本文通过调控电缆周围的热阻环境,设计了适用于地下电缆工程的膨润土基填充材料,并针对重载、高负荷电缆敷设条件,开发了复合定型相变材料,从而形成可应用于不同散热条件的新型电缆填充材料体系。此外,采用有限元计算分析了地下电缆系统的传热特性和电缆载流量提升效果,为实际工程应用提供理论指导和材料支撑。具体工作包括:（1）设计适用于地下电缆系统的膨润土基填充材料。选用膨润土为基本填充体系,研究其作为电缆填充材料对电缆温升的影响。其次,为了满足实际工程应用的工作性能,对填充材料的配合比进行优化,探究了四个组成变量对该体系材料的流变及热物理性能的影响,研发出了一类具有较好的热物理性能、工作性能和稳定的理化性能的电缆敷设工程填充材料。（2）开发两种复合定型相变材料。采用物理吸附法制备了多孔陶粒/石蜡和膨胀石墨/石蜡复合相变材料,将其作为电缆填充材料中的功能组分去应用到地下电缆系统中,达到缓解电缆周围过量“热积聚”现象的目的。其中,多孔载体具有优异的吸附能力,可负载大量的石蜡,且它们之间化学相容性好。这两种复合相变材料都具有合适的相变温度和优异的相变潜热,相变温度约为65℃,相应的潜热分别为63.38 J/g和156.4 J/g,在200℃以下仍能保持热稳定,通过对其进行封装和定型后,热可靠性得到提升。（3）探究新型电缆填充材料体系对电缆散热效果的影响。首先,根据电缆线路典型敷设方式,将热阻环境按严酷程度划分等级,对应不同的电缆填充材料:填充A型、填充B型和填充C型,为具有不同散热需求的地下电缆工程提供优化选择。其次,搭建实验室条件下电缆散热效果模拟试验平台,探究发现相较于原始砂土,该体系材料可以有效地降低电缆周围环境的温度波动,改善周围的散热条件。而添加复合相变材料后具有更优异的降温效果,适用于对散热要求高的重负荷电缆敷设环境。（4）揭示新型电缆填充材料体系回填于地下电缆系统的传热特性。针对新型电缆填充材料体系,建立基于固体传热和等效比热的传热模型进行数值计算,探究地其传热特性和载流量提升效果。新型电缆填充材料体系能改善电缆周围的热量积累,提升电缆载流容量,在相同条件下,填充A型、填充B型和填充C型载流量分别提升了15.5%、23.6%和29.1%。此外,探究掺杂不同质量分数（10%、20%、30%）相变材料的回填工况,发现整体的散热情况得到改善,但掺杂比例过大会影响整体的导热系数,相变材料回填的优势会不断下降。