随着一带一路政策的推进,常用的外绝缘材料将会用于环境条件更加恶劣的极端环境中,使用温度可低至-40℃或更低,这对材料性能的各个方面提出了更高的要求。然而目前国内外有关外绝缘材料的低温性能研究较少,材料是否可以应用于极端环境下尚不清楚,因此,研究典型室外电气材料的低温电气和机械性能具有重要的理论和实际意义。本文以一种户外用脂环族环氧树脂基绝缘材料为基体,并添加不同含量的Si02填料改性,研究了该材料在低温下的防水性,电性能和机械性能的变化。搭建了可用于实验的模拟极端环境的低温电气及力学实验平台。低温电气试验平台系统包括电源系统、温度监测和调节控制系统等,低温试验箱可为系统提供稳定的低温环境,最低可至-70℃,误差为0.1℃;低温力学实验平台主要由高低温实验箱和万能试验机组合而成,使用液氮降温。在搭建好的实验平台基础上对20℃～-60℃范围内复合材料的憎水性、直流沿面闪络、直流击穿、电阻率以及拉伸性能进行测试,通过温度和填料含量的变化分析和观察环氧树脂复合材料的性能。低温处理将在一定程度上改善材料的防水性和电性能,具体如下:随着温度降低环氧树脂复合材料接触角不断增加,且处理温度越低时间越长,静态接触角变化的幅度越大,并最终稳定在固定值附近;低温时的直流闪络电压高于常温下20℃时的闪络电压值,测试温度越低,闪络电压值越高;低温下直流击穿场强的值大于常温时的击穿场强,直流击穿场强在-60℃的温度范围内达到最大值;随着温度降低,环氧复合材料的体积电阻率增加。低温处理对环氧树脂复合材料力学性能的影响主要体现在拉伸强度随温度降低和断裂伸长率降低的增加。添加Si02填料可在一定程度上改善环氧复合绝缘材料的电气和机械性能:随着填料含量的增加,相同温度下静态接触角的平均值增大;SiO2填料含量的增加使得包括直流沿面闪络、直流击穿以及电阻率在内的电气性能均有不同程度的提升;同时,Si02填料的引入也改善了环氧树脂复合材料的力学性能。