交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料凭借其优越的电气、耐热及机械性能被广泛应用于各电压等级的电力电缆,其绝缘可靠性直接关系到电力系统的安全运行。在聚乙烯交联过程中,电缆绝缘中各层的交联度因受热不均而存在差异,使得电缆绝缘层的化学结构、物理组成和电性能存在差异。深入研究交联工艺对XLPE绝缘性能的影响,对于认识电缆绝缘的老化进程,改善现有的交联工艺方法,进而保障电力电缆的可靠运行,具有重要的理论意义和应用价值。本文首先采用傅里叶变换光谱分析法、差示扫描量热法、偏振光显微法和表面电位衰减法,研究了交联时间及交联温度对XLPE的特征官能团种类、结晶度和空间电荷衰减率的影响。发现在交联过程中形成的副产物苯乙酮的含量随交联温度升高先减小后增大;XLPE的结晶度随交联温度升高而降低的变化,且依赖于交联时间;XLPE中电荷的衰减速度随交联温度升高先减小后增大。苯乙酮与水分共同作用造成的高电导率是使电荷衰减特性改变的主要原因。其次,采用绝缘油电气强度试验仪和热延伸强度测量设备研究了交联时间及交联温度对XLPE击穿强度和机械特性的影响。发现随着交联温度的升高,试样的击穿电压和耐压时间均呈先升高后减小的趋势。交联形成的三维网格抑制热击穿与DCP交联剂分解和结晶度降低促进电击穿的三者共同作用,是造成上述现象的原因。随着环境温度的升高,试样的击穿电压和击穿时间均逐渐降低,当超过90℃时,击穿电压开始大幅下降。此外,由于交联程度随交联温度升高而提高,试样的热延伸减小,耐热性能变好。XLPE的热延伸实验可反应不同交联度下的三维网络结合程度,但因击穿结果是电击穿和热击穿的共同作用而致,因此采用热延伸不能全面反映试样的击穿特性。最后,采用数字放大显微镜研究了交联时间及交联温度对XLPE中电树枝生长特性的影响。观测到树枝状、松枝状、藤枝状、丛林状、丛林—松枝混合状、树枝—藤枝混合状六种电树枝形态,生长速度最快的是树枝状和树枝-藤枝混合状,最慢的是丛林状。随着环境温度的升高,树枝形态的复杂性显著减低。交联温度为170℃时,电树枝的平均生长速度最慢。不同交联工艺下形成的XLPE的交联度及结晶度的变化是造成上述结果的重要原因。