聚合物绝缘介质能否成功应用于高压、超高压电力电缆中,在很大程度上取决于空间电荷抑制技术。多年来,国内外众多学者都在积极地探索抑制聚合物绝缘中空间电荷的最佳途径。由于非线性绝缘电介质能够降低空间电荷的产生,改善绝缘结构中的电场分布,本文从非线性绝缘电介质出发,探索一种全新的空间电荷抑制技术。采用在聚合物主绝缘和半导电屏蔽层之间增加一层非线性绝缘介质作为屏障层,通过调整非线性屏障层的填料种类、填料比例来达到抑制主绝缘体内空间电荷的目的。非线性屏障层的材料以低密度聚乙烯(LDPE)为基料,填加不同种类无机纳米颗粒碳化硅(SiC)、二氧化钛(Ti02)、钛酸钡(BaTi03)制备而成,将非线性复合材料与纯LDPE制备成多层复合试样,测试其介电特性和空间电荷特性,并对测试结果进行分析研究。实验研究结果表明:经无机纳米材料改性后的复合材料具有非线性电导特性,且电导率的变化规律对填料的属性和填料浓度具有一定的依赖性。对复合多层试样进行伏安特性测试发现,在双对数坐标下,电场强度与电导率呈现分段线性关系,各段非线性系数依次升高。在不同电压极性下测得复合多层试样的电导特性表现出不同程度的差异:在SiC/LDPE复合材料与纯LDPE复合而成的双层试样中,SiC的填充浓度越高,不同电压下的伏安特性极性效应越显著;TiO2/LDPE和BaTi03/LDPE复合材料与纯LDPE复合而成的双层试样,填料浓度对伏安特性差异的影响不大;复合三层试样SiC/LDPE/Ti02在不同的电压极性伏安特性也不相同。对复合多层试样空间电荷测试发现,非线性绝缘屏障对纯LDPE主绝缘体内空间电荷有一定的抑制作用,这种抑制作用与添加无机填料的种类、浓度和外施电压极性存在一定关系。这将预示通过非线性屏障材料的改性和优化,非线性屏障抑制空间电荷的作用会大大提高。