低密度聚乙烯以其优良的介电和耐热性能被广泛应用于高压与超高压电力电缆中。随着电网电压等级的提高,电缆的电树枝老化问题愈显突出。低密度聚乙烯是电力电缆的主要绝缘材料,电树枝生长特性分析是评估其绝缘性能的重要方法之一。因此,本文制备出低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料,基于针板电极模型设计出电树枝生长及实时观测系统,对比分析了改性前后低密度聚乙烯电树枝引发及生长特性。主要从以下几个方面进行了具体研究:采用熔融插层复合法制备出低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。通过XRD、TEM对蒙脱土在聚乙烯基体中的分散行为及复合材料的微观结构进行表征,分析并讨论了蒙脱土在基体中的分散效果。对改性前后低密度聚乙烯热性能、力学性能及电击穿性能进行了研究,结果表明:低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料耐热性能、冲击强度及介电强度均有提高。选用冰水、空气和硅油3种不同介质对聚乙烯进行淬火处理,并对其进行电树枝生长试验,结合差示扫描量热法测试结果的进一步分析表明:硅油冷却聚乙烯结晶度最高、晶粒尺寸分布均匀,其电树枝发展减慢;结晶度最低的冰水冷却聚乙烯电树枝发展最快,且树枝颜色较浅。通过实验观测了恒定电压下纳米复合材料的电树枝生长过程及电树枝形态,测量了电树枝的生长速度与扩散系数,分析了电树枝生长过程中的局部放电统计特性。通过分析低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的结晶行为,说明了纳米蒙脱土对该纳米复合材料中电树枝的抑制机理。实验与分析结果表明:纳米蒙脱土粒子有效提高了低密度聚乙烯的结晶度并减小了晶粒尺寸。同时,纳米蒙脱土粒子降低了纳米复合材料电树枝生长过程中的局部放电量与放电重复率,延缓了电树枝的引发与生长。根据电树枝引发的麦克斯韦电-机械理论、缺陷论及陷阱理论,结合本文实验结果,解释了MMT纳米粒子加入对低密度聚乙烯中电树枝引发及生长的抑制机理。