超导磁体的绝缘结构起到了支撑、导热以及绝缘的重要作用，因此超导磁体绝缘材料除具有良好的低温力学性能以及较高的低温导热率之外，还要求其具有可靠的绝缘性能。电绝缘性能参数中介电强度和沿面闪络特性是描述材料绝缘性能优异的重要指标，成为超导磁体高电压绝缘系统设计的科学依据。然而低温环境下绝缘材料的电绝缘特性与室温环境下相比存在着一定差异。为了保障低温环境下超导磁体绝缘结构的可靠性，将现有的绝缘材料应用与超导磁体的绝缘结构之前需要对其低温条件下电绝缘特性进行充分的研究。因此，绝缘材料在低温环境下电绝缘性能研究成为低温绝缘材料研究的重要方向。
　　绝缘材料低温电绝缘性能的研究需要对其在低温环境下进行电绝缘性能测试。以往测试系统通常使用低温液体浸泡的降温方法，而且随着液氦供应短缺，使得低温电绝缘测试系统运行与维护更加困难。为了解决以上问题，设计并建立小型制冷机做冷源的低温电绝缘性能测试系统。利用本文搭建的测试系统对固体绝缘材料从室温到液氦温区的介电强度和沿面闪络特性进行研究。本文优选超导磁体绝缘结构中常用两种固体绝缘材料，首先对G-11绝缘材料进行真空沿面闪络特性研究;其次对玻璃纤维增强氰酸酯环氧树脂进行介电强度特性研究。
　　综合以上所述，本文主要研究工作如下:
　　1、本文根据绝缘材料介电强度和沿面闪络测试的具体要求，结合低温系统的具体要求选择最佳测量方法，设计并建立了以制冷机作为冷源的低温电绝缘性能测量系统。解决了测试腔体中高电压绝缘和固体材料降温冷却进行有机结合的难点。完善了低温电绝缘性能测量系统的数据监测及控制功能。验证了装置进行重要指标的准确度，提高了低温电绝缘性能测量系统的实用价值。
　　2、针对常用低温绝缘材料进行电绝缘性能研究。通过本文所搭建的设备对所选材料进行测试，并通过测试结果对其电绝缘失效机理进行分析。完成了G-11绝缘材料不同温度下真空沿面闪络电压测量试验，分析了温度以及表面形貌对其真空沿面闪络电压大小的影响机理，结果表明随着温度的降低，材料的沿面闪络电压逐渐升高，G-11绝缘材料表面玻璃纤维的纹理会影响沿面闪络电压的大小，地电极附近材料的表面形貌会随着温度的降低而逐渐恶化。完成了玻璃纤维增强氰酸酯环氧树脂在不同温度下的介电强度测量试验。根据试验结果，分析了温度以及γ射线辐照剂量对其介电强度影响机理。结果表明随着温度的降低，玻璃纤维增强氰酸酯环氧树脂的介电强度逐渐增大，随着γ射线辐照剂量从0到5MGy逐渐增大，其低温介电强度逐渐升高。
　　本论文的研究成果为未来以制冷机为冷源低温电绝缘性能测试系统的设计提供参考。为绝缘材料低温电绝缘性能参数的测量及研究提供可靠平台，为材料科学等相关基础研究提供量化指标，对于促进绝缘材料低温环境下绝缘失效理论的发展具有重要的意义。