近年来,复合绝缘材料凭借优异的憎水性、耐高温、耐污闪以及硬度高等优点,逐渐应用于电力系统输变电设备中。相比与陶瓷材料,复合绝缘材料在防止变电设备爆炸方面具有先天性优势,因此开展复合绝缘外套的研究具有重大意义。本文以电力系统中广泛使用的油浸式复合绝缘外套材料——HTV硅橡胶为研究对象,针对套管渗油以及电老化给硅橡胶外绝缘性能带来的影响,开展了以下研究工作:搭建了硅橡胶电晕老化试验平台,通过仿真选择25kV电晕电压、10mm放电间隙,对硅橡胶进行不同时间的交流电晕老化实验,借助FTIR与SEM技术,研究了交流电晕下不同老化程度硅橡胶的微观分子基团及表面形态变化。研究表明,随着电晕老化加剧,表面出现了絮状的无机氧化物,不再平整且变得粗糙并逐渐发展成为大的孔洞。硅橡胶长分子链遭到破坏,表面小分子链与游离性基团的增加以及强极性基团的生成,使得硅橡胶表面结构相互交联,柔顺度降低,形成各种各样的缺陷。搭建了表面电位衰减试验平台,对未浸油和浸油后老化不同时间硅橡胶进行正负电晕充电,通过测量表面电位衰减曲线,计算出深浅陷阱能级和密度,分析了电晕老化和绝缘油对硅橡胶陷阱特性的影响规律。研究表明,随着老化程度加剧,电子深浅陷阱和空穴深浅陷阱能级中心均降低,空穴深陷阱和电子深陷阱密度峰值均减小,空穴浅陷阱密度峰值增加,而电子浅陷阱峰值密度先增加后减小。浸油老化硅橡胶陷阱能级和密度变化趋势与未浸油老化硅橡胶一致,但幅度更大,说明绝缘油的存在加速了化学键断裂,导致表面微观物理缺陷更为严重。搭建了沿面闪络试验平台,并测量未浸油和浸油后老化不同时间硅橡胶的交流闪络电压,分析了绝缘油和电晕老化对硅橡胶沿面闪络特性的影响。研究表明,电晕老化使硅橡胶表层生成类似污秽的无机氧化物导致硅橡胶表面电荷容易消散,使整个电极间闪络电压降低。浸油后的硅橡胶在电晕老化时,绝缘油覆盖促使电极与硅橡胶接触良好从而降低闪络电压的分散性,而硅橡胶老化生成的絮状无机氧化物浸润在绝缘油中形成油污,使浸油老化后的硅橡胶更容易发生沿面闪络。建立了表面电荷与闪络电压的特性关系,分析了电晕老化对硅橡胶沿面闪络的影响机理。研究表明,随着电晕老化时间增加,表面深陷阱逐渐发展成浅陷阱,深陷阱能级降低,密度降低,而深陷阱对硅橡胶表面的电子束缚起主要作用,因此对陷阱电荷束缚减弱,促使更多的电荷脱陷和迁移,老化同时使载流子迁移率增加,电导率增加,促进二次电子崩的发展,增加电子与气体分子碰撞能量,有助于硅橡胶解吸附气体层的形成,导致硅橡胶沿面闪络电压降低。