电缆附件增强绝缘与电缆本体绝缘间绝缘界面的放电是导致电缆线路故障的重要原因，是制约电缆电压等级提升、威胁电网稳定的关键因素稳定剂 。本文提出的电压稳定剂接枝改性聚合物绝缘表面技术，为改善该绝缘界面的耐电能力提供了全新路径，显著提升界面绝缘性能，为高可靠性电缆附件研发注入新活力。
研究背景
高压电缆附件是电力电缆线路的薄弱环节，110kV及以上线路中85.5%故障源于此稳定剂 。附件增强绝缘多采用EPDM，其与电缆本体XLPE的界面沿面放电问题，严重威胁电网安全，限制电压等级提升。
当前提升界面击穿强度的方法存在缺陷：提高界面压力易致XLPE在高温下形变、EPDM产生微裂纹；涂覆硅脂短期有效，但长期看来硅油被吸收、增稠剂残留会加速橡胶劣化稳定剂 。
论文所解决的问题及意义
针对当前电缆附件绝缘界面耐电强度不足的问题，本文提出用于聚合物表面改性的电压稳定剂表面液相浸渍-接枝法，克服传统电压稳定剂仅能应用于材料本体的局限性，将其应用范围从材料本体拓展到表面，在无损于材料本体性能的前提下实现电压稳定剂对聚合物浅表层的持久改性，利用了电压稳定剂调控陷阱分布和清除高能电子的双重作用机制，显著提高了EPDM/XLPE界面耐电性能，丰富了界面电学性能调控方法，为开发更高电压等级、更高可靠性的电缆附件用橡胶增强绝缘提供参考稳定剂 。
论文方法及创新点
1、表面接枝方法设计
1）设计表面液相浸渍-接枝法对EPDM表面进行接枝改性，确定电压稳定剂能够渗透到EPDM浅表层并参与DCP引发的自由基反应，进而接枝到EPDM大分子链上稳定剂 。
2、EPDM电学性能的改善
经过表面接枝改性后，EPDM/XLPE界面交、直流击穿电压显著提高，EPDM表面电导增大，在70℃的环境下尤为明显；改性后的EPDM空间电荷更易向材料内部注入，同时因空间电荷积聚造成的电场畸变明显缓解稳定剂 。
3、AOHBP改善EPDM/XLPE界面击穿强度机理
对EPDM与AOHBP进行量子化学计算，结果显示AOHBP具有更强的吸引电子的能力，能够在高能电子的撞击下更好地保护EPDM大分子链，避免高能电子撞击EPDM大分子链产生二次电子导致电子崩稳定剂 。同时，AOHBP的能隙小于其电离能，能够吸收电子的能量进入激发态，AOHBP的三维静电势说明落在AOHBP分子上的电子容易通过苯环的共轭体系向羰基转移。吸收能量进入激发态的AOHBP能够在短时间内通过分子内的互变异构，将吸收的能量释放出去。持续地清除高能电子，抑制界面上电子崩的产生与发展，提高界面的击穿电压。
结论
1）本文提出表面液相浸渍-接枝法对EPDM表面进行接枝改性处理，实现了电压稳定剂AOHBP在EPDM浅表层的接枝改性稳定剂 。
2）EPDM表面接枝电压稳定剂AOHBP可以有效地提高EPDM/XLPE绝缘界面的交、直流击穿电压，并且对空间电荷造成的电场畸变有一定的抑制作用稳定剂 。
3）AOHBP具有清除高能电子的能力，EPDM表面接枝AOHBP能够抑制EPDM/XLPE界面上碰撞电离与电子崩的发生和发展，进而提高界面的击穿电压稳定剂 。
团队介绍
哈尔滨理工大学先进电缆技术与材料研究团队，隶属于电气与电子工程学院电气绝缘与电缆研究所，由电缆领域知名专家赵洪教授领衔，团队骨干成员包括12名长聘教师及博士生、硕士生50余名稳定剂 。团队依托高效能特种电缆技术全国重点实验室、工程电介质及其应用教育部重点实验室等高层次科研平台，以及高电压与绝缘技术国家级重点学科，长期致力于先进电缆技术与材料的科学研究与人才培养。
纪多，博士研究生，研究方向为电缆附件用聚合物材料改性技术稳定剂 。
李春阳，博士，副教授，博士生导师，研究方向为超/特高压电力电缆用交联聚乙烯绝缘材料研发、高压电缆及其附件用聚合物绝缘材料改性技术、高压电缆及其附件绝缘结构设计及服役性能评价稳定剂 。
杨旭，博士，讲师，硕士生导师，研究方向为高压直流电缆绝缘材料，聚合物绝缘材料接枝改性稳定剂 。
金永兴，硕士，2025年毕业于哈尔滨理工大学，现就职于国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司稳定剂 。
邵满智，博士研究生，研究方向为聚合物高压直流电缆绝缘材料稳定剂 。
赵洪，博士，教授，博士生导师稳定剂 。长期从事高电压与绝缘技术学科教学与科研工作，1993年获国务院政府特贴。主持和参与主持项目国家自然基金项目、国家863和科技支撑项目课题等10余项，获省部级科技奖一等1项，二等5项。发表学术论文被SCI、EI收录150余篇。获授权发明专利50余项，指导研究生130余人毕业获得硕士或博士学位。现任中国电工技术学会电线电缆专业委员会副主任委员，中国电机工程学会高电压技术专业委员会委员，特种电缆技术国家重点实验室学术委员会委员，上海国缆检测股份公司中心专家委员会主任委员，高压、超高压电缆技术国家工程研究中心专家组成员。
本工作成果发表在2025年第15期《电工技术学报》，论文标题为“表面接枝电压稳定剂改善三元乙丙橡胶界面绝缘性能“稳定剂 。本课题为国家自然科学基金资助项目。