采用高温超导材料作为导体的电缆称为高温超导电缆,高温超导电缆具有体积小、重量轻、损耗低、无火灾隐患等优点。而电缆终端是超导电缆的重要组成部分之一,在超导电缆中是电、热应力和漏热集中的主要位置。电缆终端的优化设计则是提高超导电缆整体运行性能的关键技术之一。本文以220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆为例,通过理论计算得到应力锥的重要参数,用有限元法对电力电缆终端结构应力锥附近的电场强度进行了数值分析、仿真分析进而改善应力锥终端电场分布。通过仿真验证理论计算的结果,并得到应力锥的最终参数。其各项性能指标完全满足要求。文中讨论了不同结构高温超导电缆的应力锥特点,分析比较了常见半导体材料在常温及低温环境下的电气性能。确定了采用以绕包结构聚丙烯层压纸(PPLP)薄膜绝缘作为高温超导电缆终端主绝缘、用碳纸作为应力锥半导体材料的设计方案。试验以不锈钢管代替波纹管,制作了35kV电压等级的高温超导电缆应力锥模型,通过耐压试验,雷电击穿试验等对半导体在低温下的电气性能进行了较为深入的研究,进而掌握了其在室温及低温环境下的电气参数。试验发现了实际工程应用与仿真设计之间的差距,最终找到影响设计的相关问题并提出了更为合理的设计方法。结果表明新的模型更符合预期要求,为实际220kV高温超导电缆的制作提供了重要参数。