纳米复合绝缘材料具有优异的电学性能,如何提升直流电场下纳米复合绝缘材料的沿面闪络电压,是推广我国的特高压直流输电工程面临的重要难题。目前纳米填料的引入对环氧树脂基体表面电荷行为及沿面闪络特性的影响规律尚不明确,因此有必要针对该问题进行深入研究。首先,本文选用氮化硼(BN)和铁酸铋(BFO)作为填料并对其改性。采用水热法对BN氟化改性得到了氟化氮化硼纳米片(F-BNNS),使用溶胶凝胶法和静电纺丝法分别制备了掺杂Ca、Y、Zr元素的铁酸铋纳米颗粒以及BYFO纳米线。研究了 BN填料的微观形貌、理化特性及元素掺杂对BFO晶胞结构的影响,实现了对BFO填料导电性和密度的调控。其次,使用沿面闪络实验平台,开展了氮化硼材料/环氧树脂、铁酸铋材料/环氧树脂复合材料在针-针电极下的直流沿面闪络实验研究。掌握了环氧树脂复合材料闪络电压随着填料浓度增加的发展趋势,并基于SEM、AFM、EDS分析了闪络后复合材料表面的物化特性。通过电晕放电方式对复合材料表面注入电荷,采用有源电容探头对复合材料的表面电荷行为进行了测试。研究了复合材料表面电荷积聚情况和表面电位衰减速率,探究了复合材料表面电荷的主要消散途径。最后,基于复合材料表面电位衰减曲线,采用等温表面电位衰减法计算得到了反映复合材料表面陷阱分布情况的ε’tdV/dt～Er曲线,研究了不同复合材料表面电荷积聚、消散水平以及陷阱分布情况对闪络电压的影响规律。结合复合材料表面电荷积聚程度、消散水平以及陷阱分布情况,分析了填料特性、分散性及填料浓度对复合材料闪络电压的影响规律。