非线性电介质是一种极化率和电导率随外电场变化而变化的电介质。其中具有场致增强型极化率或电导率特性的非线性绝缘介质可实现自行调控电场分布,而被称为“智能绝缘材料”,在电机端部绝缘防电晕结构、电缆附件中得到了广泛应用。由于非线性问题的复杂性,相关非线性绝缘介质的介电特性表征、机理和应用研究很不完善。为进一步完善非线性绝缘介质相关理论研究,论文以现有测试技术为手段开展了基础性实验探究,以实验室制备的环氧钛酸钡复合材料为研究对象,通过改变钛酸钡的粒径、填充浓度等填料属性,分别从稳态介电特性以及动态介电特性两个角度实验探究无机填料对非线性复合绝缘介质的介电特性影响规律,为后续非线性理论研究提供基础支撑。直流稳态电导率测试结果说明:复合材料的电导率随电场强度的升高其电导率逐渐增大;随着纳米填料浓度的增加,复合材料的电导率受电场调控呈现非线性增长。从交流稳态介电谱测试得知:不同填充浓度、不同粒径的BT/EP复合材料的介电常数均随频率增加而降低,纳米复合材料的介电常数随填充浓度的增加,先下降再升高;由于钛酸钡晶相结构受其粒径大小决定,同一填充浓度下微米复合材料的介电常数大于纳米级。纳米复合材料的介质损耗随频率的增加表现为先下降再上升,并且介电损耗随填充浓度的增加而增加。由电流时域谱结果结合等温松弛电流理论分析可知:在较高场强下随着钛酸钡填充浓度的增加,复合材料的松弛峰所对应时间提前,说明填充浓度的增加使得介质内部的主要陷阱深度变浅,即相对深陷阱密度降低,浅陷阱密度增加。关于热刺激电流谱结果分析表明:纳米钛酸钡/环氧复合材料的主峰位陷阱能级在较低场强下基本不受所加极化电场变化的影响,但其对应陷阱能级密度明显随着场强增加而增加;随纳米填充浓度的增加而陷阱密度呈现非线性变化。另外,微米复合材料的主峰位陷阱密度远大于纳米材料,但当陷阱能级大于1e V后,微米复合材料的陷阱密度迅速下降,说明微米级钛酸钡不仅引入了大量界面空腔陷阱,而且使介质内部深陷阱向较浅的陷阱转变。综上所述,通过改变钛酸钡的填充浓度、粒径等因素均能对复合材料的电导、介电性能、陷阱参数等介电特性产生影响,进而实现对复合材料内部的空间电荷、电场分布以及电导特性的调控。