随着我国经济的持续增长、对电力需求的日益提高,大容量、长距离的直流输电得到了广泛的应用和发展,这也对高压、超高压直流输电技术提出了新的要求。相比于交流输电系统,直流输电对绝缘介质有着更高的要求,聚合物基非线性绝缘介质具有改善电场分布的特性,在高电压绝缘领域已经得到了较为广泛的应用。因此,研究聚合物基非线性复合材料的材料属性、介电特性和影响因素对非线性材料的应用具有重要的意义。本课题以环氧树脂(EP)为基体,纳米碳化硅(Si C)为无机填料,制备不同填充含量的EP/Si C复合材料,实验研究了该复合材料的极化特性和电导特性。研究结果表明预处理温度会影响纳米碳化硅颗粒与环氧树脂基体之间的交互区内分子链的交联密度,同时确定本研究复合材料的预处理温度为120℃。复合材料的极化和去极化电流与时间的关系符合松弛极化普适定律(居里公式),采用居里公式滤波分析后可以获得极化和去极化过程的松弛极化电流以及极化过程的稳态直流传导电流。与30min直流传导电流测试对比发现,无机填料填充含量影响拟合结果的准确度。随着无机填料填充含量和外施电场强度的增加,复合材料的极化过程呈非线性极化行为,去极化过程呈线性去极化行为。采用饱和型函数拟合复合材料的松弛极化强度与时间的关系,发现在7200s的测试时间内极化过程并未完全建立达到稳态状态。复合材料电导特性的研究结果表明:随着温度的升高,复合材料的电导率增加,且出现非线性拐点的电场强度逐渐降低,这表明复合材料的电导机制存在热激跳跃过程。当Si C的填充含量达到一定数值后,随着填充含量的增加,温度对高场下复合材料的电导率的影响逐渐减弱。对采用EP/Si C复合材料盆式绝缘子的气体绝缘输电线路(GIL)进行仿真分析,发现非线性电导复合材料的应用对GIL的温度分布没有明显影响,但可以有效地均化GIL的电场分布,同时可以降低和均化盆式绝缘子的表面电场强度。