一些高壓輸(shū)變電係統中的絕(jué)緣設備或部(bù)件，如(rú)輸電(diàn)電(diàn)纜終端(duān)的絕緣(yuán)部(bù)分，各(gè)種(zhǒng)絕緣(yuán)子的高壓端部(bù)分等，其自身所承(chéng)受(shòu)的(dí)電場分布極(jí)不均匀(yún)，所承(chéng)受(shòu)的電(diàn)場(cháng)強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出(chū)平均(jūn)值，甚至達到(dào)平(píng)均值的數(shù)倍(bèi)，由(yóu)此(cǐ)帶(dài)來(lái)了(liǎo)一係列設(shè)計(jì)，製(zhì)造(zào)方麵(miàn)的(dí)不利(lì)影(yǐng)響。

目前(qián)，改善(shàn)絕(jué)緣設(shè)備(bèi)或(huò)部(bù)件整體電場分(fēn)布(bù)均(jūn)匀(yún)程度的傳(chuán)統方(fāng)法主要(yào)包括：改變電(diàn)極形(xíng)狀，在絕緣介質內嵌(qiàn)入(rù)金(jīn)屬起(qǐ)到內屏(píng)蔽作(zuò)用(yòng)，在(zài)絕(jué)緣(yuán)介(jiè)質內(nèi)部加(jiā)多(duō)層(céng)平(píng)行(háng)電容(róng)極板，在絕緣介(jiè)質(zhì)表麵或(huò)外圍(wéi)布置(zhì)均(jūn)壓(yā)環作為中(zhōng)間電極，安(ān)裝(zhuāng)並聯的均(jūn)壓電(diàn)容(róng)等。與(yǔ)采用(yòng)各(gè)種(zhǒng)外部措(cuò)施的傳(chuán)統(tǒng)方法相(xiāng)比(bǐ)，通過(guò)各種手(shǒu)段調(tiáo)節(jié)絕緣電介質(zhì)材(cái)料自身的(dí)參數(shù)實現改善絕(jué)緣設(shè)備或部(bù)件電場分(fēn)布均(jūn)匀(yún)程度(dù)的效(xiào)果(guǒ)，在(zài)實際均(jūn)壓(yā)效果(guǒ)，以及降低設備設(shè)計和製造難度(dù)等方麵(miàn)都具有(yǒu)明顯的優(yōu)勢。目前此(cǐ)類復合材(cái)料主要(yào)包括(kuò)：恒(héng)定(dìng)參(cān)數的高電導或高(gāo)介電(diàn)復(fù)合材(cái)料，以及(jí)具有(yǒu)與外加電場(cháng)相關(guān)的(dí)非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)壓(yā)敏電導或非綫性介電特(tè)性(xìng)的(dí)復合(hé)材(cái)料(liào)。

恒(héng)定(dìng)參數高電導復合(hé)材料在(zài)絕緣設備或部(bù)件均(jūn)壓(yā)方麵的典型(xíng)應(yīng)用是(shì)廣(guǎng)泛用於預製(zhì)電纜終端(duān)結構(gòu)中(zhōng)的橡(xiàng)膠(jiāo)應(yīng)力(lì)錐(zhuī)。采(cǎi)用高相(xiāng)對(duì)介電(diàn)常(cháng)數復合材料套(tào)管(guǎn)也(yě)可以(yǐ)改善電纜(lǎn)終(zhōng)端電場分布的均(jūn)匀程(chéng)度(dù)，同時(shí)相(xiāng)比(bǐ)采用(yòng)高電導復(fù)合材料的橡膠應(yīng)力(lì)錐(zhuī)，其結(jié)構上簡單，緊(jǐn)湊(còu)，電(diàn)場(cháng)改(gǎi)善效果為理想(xiǎng)。目(mù)前(qián)，高相對(duì)介電常數復(fù)合材(cái)料(liào)套管(guǎn)已(yǐ)有較為(wéi)成(chéng)熟的(dí)商業化產品應(yīng)用(yòng)於中(zhōng)壓電纜係(xì)統(tǒng)。用於製備高(gāo)相(xiāng)對介電常數復合材料的(dí)填(tián)料(liào)已(yǐ)擴展(zhǎn)到碳(tàn)納(nà)米管，Al 和Ag 等金屬(shǔ)粒子，聚苯(běn)胺(àn)(PANI)等(děng)導電(diàn)高分子顆粒， BaTiO3 等(děng)高相(xiāng)對(duì)介電(diàn)常數(shù)陶瓷顆粒，以及(jí) TiO2 等氧化物顆粒(lì)等。

L.G. Virsberg 等(děng)早提(tí)出(chū)了采用非綫性(xìng)特(tè)性材(cái)料改善(shàn)電場分(fēn)布的設想(xiǎng)。ABB 公司的研(yán)究人員研(yán)究了(liǎo)采用(yòng)非綫性電(diàn)導(dǎo)復(fù)合材料替(tì)代(dài)恒定參數(shù)高(gāo)電(diàn)導(dǎo)復合(hé)材(cái)料(liào)作為(wéi)電纜套管的技術(shù)方案(àn)，及(jí)其對(duì)電場分(fēn)布均匀性的改善效果[8-9]。分析結果表明，非(fēi)綫性介電復(fù)合材料相(xiāng)比(bǐ)恒定(dìng)參(cān)數(shù)高(gāo)相(xiāng)對介電(diàn)常數(shù)復(fù)合材(cái)料，對(duì)電場(cháng)分布均匀性的改(gǎi)善效果(guǒ)有非(fēi)常顯著的提升。

Manchester 大學的 Varlow 和(hé) Auckland 等較早對(duì)采用多(duō)種聚合物基(jī)體(tǐ)和(hé)無機(jī)填(tián)料合成(chéng)的非綫性電導復合(hé)材料(liào)的(dí)特(tè)性進(jìn)行(háng)了較(jiào)為(wéi)廣泛(fàn)深(shēn)入(rù)的(dí)研究。另外，研究(jiū)者通過以陶(táo)瓷燒(shāo)結工(gōng)藝(yì)製備的(dí)ZnO 壓(yā)敏

陶瓷粉體為(wéi)填料(liào)，使(shǐ)得復合(hé)材料的非綫性電導(dǎo)得到了很大(dà)提高(gāo)，並(bìng)實現了商業應(yīng)用。在，哈爾濱理工大(dà)學和(hé)西安交(jiāo)通(tōng)大學等(děng)也(yě)開展(zhǎn)了(liǎo)非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)電(diàn)導或(huò)介(jiè)電復合(hé)材料的(dí)基(jī)礎研(yán)究。

從(cóng)實(shí)際應(yīng)用效(xiào)果(guǒ)的角度考慮，兼具非綫性(xìng)電導和(hé)非(fēi)綫性介電特性(xìng)的復合材料是(shì)為(wéi)理想的方(fāng)案(àn)。對(duì)於交流係(xì)統中絕緣介(jiè)質(zhì)上由(yóu)外加(jiā)電壓導致(zhì)的不均匀電(diàn)場，希望(wàng)能夠以非(fēi)綫性介電特(tè)性為主導(dǎo)因素改善電場分(fēn)布(bù)，避免(miǎn)大的泄漏電(diàn)流(liú)和介質(zhì)損耗(hào)；同時(shí)復(fù)合材料具有(yǒu)的非綫性電導(dǎo)特性(xìng)也(yě)能(néng)對(duì)空間電(diàn)荷積累產生(shēng)有效的(dí)消散(sàn)作(zuò)用(yòng)，避免(miǎn)因其導(dǎo)致的(dí)局(jú)部電(diàn)場集(jí)中(zhōng)。對於(yú)直流係統，在正(zhèng)常工(gōng)況下(xià)由復(fù)合(hé)材(cái)料(liào)的非(fēi)綫性電導(dǎo)特性主(zhǔ)導(dǎo)改善外(wài)部電壓以及(jí)空間(jiān)電荷導致(zhì)的不均匀(yún)電(diàn)場(cháng)，在各種暫(zàn)態(tài)電場作(zuò)用下則可以(yǐ)發揮非綫性(xìng)介電特性的(dí)作(zuò)用。對於(yú)兼具非(fēi)綫性(xìng)電導和非綫(xiàn)性(xìng)介電特性的(dí)復(fù)合材料(liào)，Argaut 等(děng)發表過(guò)相(xiāng)關論文，但受到了(liǎo) ABB 研究(jiū)者(zhě)的質疑。近年來ABB 公司的(dí)Donzel 等報(bào)道的以ZnO 壓敏(mǐn)陶瓷作為(wéi)填料的復合(hé)材(cái)料，除(chú)了非(fēi)綫(xiàn)性電(diàn)導特性(xìng)之

外(wài)，實際(jì)上還應(yīng)該同(tóng)時(shí)存在(zài)非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)的壓(yā)敏介電特(tè)性(xìng)，隻是(shì)未被(bèi)研(yán)究者予以考慮和研(yán)究(jiū)而已(yǐ)。針對(duì)上述觀點，本(běn)實驗(yàn)室先前研究成果(guǒ)應(yīng)經從仿真(zhēn)和實驗上得(dé)到了(liǎo)初步的(dí)證(zhèng)明。

麵向高(gāo)電壓等級，多類(lèi)型電(diàn)力絕(jué)緣(yuán)均(jūn)壓需求，開展(zhǎn)兼具(jù)非綫(xiàn)性電導和介電特性(xìng)的復(fù)合(hé)材料(liào)的理(lǐ)論基礎(chǔ)和(hé)應(yīng)用研究(jiū)，有助(zhù)於有(yǒu)效(xiào)，廣(guǎng)泛地解(jiě)決高電壓(yā)等級(jí)電力係(xì)統絕緣設(shè)備(bèi)或(huò)部件(jiàn)電場分布不(bù)均(jūn)匀的難題，尤其對於相關技術和(hé)產(chǎn)業發(fā)展，具有(yǒu)填補基(jī)礎(chǔ)理論和應用(yòng)研(yán)究空白的(dí)作(zuò)用，價(jià)值(zhí)和意(yì)義(yì)為顯著(zhù)。