电缆附件是高压电缆输电系统的关键部件，由附件硅橡胶(SIR)绝缘电树枝导致的绝缘击穿故障是电缆附件损坏的主要原因。SIR绝缘长期处于由线芯发热产生的温度梯度环境中，与其内部复杂的电场分布共同加剧了电缆附件运行工况复杂程度。深入研究温度梯度下电树枝劣化规律和机理，是揭示电缆附件SIR老化及故障演变过程的关键。本文基于温度梯度作用研究不同电压条件下SIR电树枝生长规律与电荷输运过程；探索石墨烯纳米复合SIR和SIR/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混对电树枝的抑制作用和抑制机理。主要工作和结论如下：
　　(1)通过研究交流电压下温度梯度对电树枝起始和生长特性的影响，发现局部温升使电树枝起始电压降低；随着温度梯度的升高，电树枝长度和累积损伤增长。结合不同温度下的陷阱分布结果，发现局部温升引起的电荷输运和SIR链段松弛促使电树枝起始电压降低。基于局部放电结果，发现局部放电幅值和放电量均随温度梯度的上升而增长；从微观角度探讨电荷输运与电树枝劣化的关联性，发现载流子迁移率随局部温升而增加，促进电树枝生长并伴有强烈的局部放电。
　　(2)通过研究直流叠加交流复合电压下电树枝生长特性，发现随着直流电压幅值上升，交流电树枝起始电压先上升后下降，促进电树枝生长和击穿，且正直流电压下电树枝劣化更严重；建立不同电压下的电荷输运模型，发现电荷输运过程中的碰撞电离和电荷复合是电树枝的引发、生长和击穿的关键因素。通过研究直流叠加交流复合电压下温度梯度对电树枝生长的影响，发现高压侧温升和地电极侧温升对电树枝长度影响不同；地电极侧温度影响电树枝劣化发生的位置；根据电导率测试结果，阐明了复合电压和温度梯度场共同作用对电树枝生长特性的影响机理。电子和空穴迁移率的差异解释了极性效应对电树枝的劣化作用。
　　(3)根据石墨烯纳米复合SIR和SIR/EVA共混材料的电树枝劣化实验和理化性能测试数据，发现石墨烯的加入使SIR的电学性能发生改变，从而改变了电荷输运过程，进而增强SIR绝缘的耐电树枝性能；发现SIR与EVA发生物理交联促使复合材料的分子链断裂阈值上升，形成的交联结构阻碍了热电子打破SIR分子链和界面的输运，从而提高电树枝抑制能力。