聚丙烯热塑性材料相比于交联聚乙烯具有电学性能优异、无需交联脱气、可回收性好等优势,在高压直流电缆输电系统中具有广阔的应用前景。电缆绝缘的击穿场强是评价其电学性能的关键指标,而抗氧剂等有机小分子因其极性基团对载流子的俘获作用,是提升聚丙烯击穿场强的有效途径。本文采用受阻酚类抗氧剂掺杂的改性方法,针对聚丙烯绝缘的电荷输运与击穿机理展开研究。主要工作和成果如下:（1）采用分子动力学模拟方法获得了电热复合场下抗氧剂在聚丙烯中的运动规律,为研究抗氧剂改性聚丙烯的击穿机理提供了基础和参考。发现随着温度和电场的升高,抗氧剂在聚丙烯中的扩散系数逐渐增大。基于抗氧剂改性聚丙烯的动力学行为分析认为,抗氧剂迁移形成的幅值与方向频繁变化的局部电场是导致聚丙烯绝缘击穿的重要因素。（2）制备了以硫代双酚抗氧剂与单酚小分子为对比填料的抗氧剂改性聚丙烯试样,获得了抗氧剂改性聚丙烯的空间电荷与电场分布规律,揭示了抗氧剂改性聚丙烯的电荷输运机理。发现抗氧剂可抑制聚丙烯的空间电荷积聚、降低电场畸变程度,而老化过程导致的抗氧剂迁移可使聚丙烯的空间电荷积聚增多、电场畸变程度加剧。通过能带计算和陷阱能级分布测试分析认为,抗氧剂在聚丙烯中引入的多层次局域态是改变聚丙烯空间电荷与电场分布、调控聚丙烯电荷输运行为的关键因素。（3）获得了抗氧剂改性聚丙烯的直流与预压反极性击穿场强规律,并基于抗氧剂改性聚丙烯的电荷输运行为,揭示了抗氧剂改性聚丙烯的击穿机理。发现抗氧剂可提升聚丙烯的直流击穿场强,并使聚丙烯在极性反转电压作用下仍保持优异的击穿性能。通过表面静电势和键解离能计算分析认为,抗氧剂局域态与电势阱对电荷输运的抑制作用和酚羟基对自由基的清除作用是提升聚丙烯击穿性能的主要原因。本文揭示了抗氧剂改性聚丙烯绝缘的击穿机理,优选了基于硫代双酚AO736的聚丙烯击穿性能提升方法,旨在为聚丙烯绝缘改性与抗氧剂填料甄选提供参考。