在高压直流输电线路中，聚乙烯因其优异的物理性能和电绝缘性能、环境友好等优点而成为直流电缆绝缘的首选材料。然而聚乙烯材料中存在着大量的陷阱，在直流电场下，绝缘内部将积聚空间电荷，从而畸变内部电场；与此同时聚乙烯的电阻温度系数较高，当直流电缆处于满载运行时，聚乙烯的电阻率将随温度的变化而呈现指数分布，在直流电场作用下，电场是与电阻率成正比分布的，因此，电阻率的变化将最终导致绝缘层内部电场分布变化。而纳米复合介质可以有效地抑制空间电荷的注入，改善材料绝缘电阻的温度特性。因此本文研究了纳米复合材料的空间电荷分布情况以及直流电导特性。研究了不同制备方法对纳米复合材料抑制空间电荷能力的影响。本文选用溶液法、密炼式熔融共混法和开炼式熔融共混法作为纳米复合材料的制备方法。对三种制备方法制得的试样进行空间电荷测试，获取抑制空间电荷能力最好的纳米复合材料制备方法。本文探讨了三种纳米复合材料的直流电导特性。本文将nano-MgO，nano-SiO₂，nano-TiO₂三种纳米颗粒作为纳米填充材料，采用开炼式熔融共混法制备纳米无机金属氧化物/LDPE复合材料。将试样分成两组，一组试样进行空间电荷限制电流测试，分析四种复合材料的I-t曲线和I-V曲线，并通过电声脉冲法对空间电荷进行测试，以相互佐证。另一组试样，测量了其在不同场强的I-T曲线，分析四种材料电导—温度特性。根据直流电缆绝缘层内部电场分布公式，仿真研究了nano-SiO₂/LDPE和LDPE两种绝缘材料应用于直流电缆时内部的电场分布，仿真结果表明nano-SiO₂/LDPE复合介质作为直流电缆绝缘时明显改善电场随温差变化的分布规律。