交联聚乙烯（XLPE）以其优异的电气性能、耐热性、耐环境应力开裂性能等广泛应用在中高压电力电缆绝缘层。但电力电缆在运行过程中受到电、热、力等联合作用,敷设在潮湿环境下的XLPE电缆绝缘层易出现水树枝现象,会导致进一步的电树枝生成和绝缘击穿故障的发生,严重影响电力供电的可靠性。因此,提高XLPE绝缘材料抗水树枝性能对电力系统的安全运行具有重要意义。本文采用熔融共混的方法分别制备了不同质量分数的聚乙烯/蒙脱土（PE/OMMT）和交联聚乙烯/蒙脱土（XLPE/OMMT）纳米复合材料,采用水针电极法和在线实时观测系统对试样进行加速水树枝老化,从微观结构入手,研究交联行为对纳米复合材料力学性能、抗水树枝性能的影响。根据纳米复合材料的拉伸力学性能测试结果,发现OMMT加入到XLPE中起到物理交联点和应力分散作用,其与交联形成的三维网状结构有效限制了分子链段的运动,提高了XLPE/OMMT纳米复合材料的拉伸强度,使韧性增强,断裂能增大。由动态热机械分析（DMA）可知纳米复合材料的储能模量随温度的升高而降低。均匀分散的OMMT,其片层阻热和物理支撑的双重作用提高了纳米复合材料高温区的储能模量。采用水针电极法和在线实时观测系统对纳米复合材料进行加速水树枝老化,研究纳米复合材料水树枝引发概率、生长形貌和引发时间。实验结果表明,纳米复合材料水树枝引发时间较短,交联后试样的水树枝长度减小,水树枝引发概率降低,当OMMT质量分数为2%时,抑制水树枝性能最佳。交联网状结构对分子链运动的抑制和OMMT片层阻隔效应的协同作用,显著抑制了水树枝的生长。采用差示扫描量热法（DSC）对纳米复合材料老化前后的熔融行为和结晶行为进行分析,发现水树区结晶能力变差,结晶度下降,交联结构对非晶区的约束和分子链段松弛的延缓,限制了纳米复合材料中水分子的扩散。通过连续自成核退火法（SSA）分析,发现OMMT含量为2%的XLPE/OMMT复合材料的晶体尺寸分布均匀,结构更加完善,交联使微观结构致密,水树枝通道变窄,阻隔效应增强。水树区晶片厚度减小,可见水树枝的生长使分子链以及晶体结构发生破坏,引发局部裂纹,水树枝老化是一个微观降解的过程。红外光谱（FTIR）实验结果显示,两种纳米复合材料的水树区羰基指数均增高,表明水树枝老化是电化学降解的作用。