环氧树脂(Epoxy Resin, EP)是直流气体绝缘金属封闭开关(DC gas insulated metal closed switch, DC-GIS)和直流气体绝缘金属封闭输电线路(DC gas insulated metal closed transmission lines, DC-GIL)中常见的绝缘材料，但在高压直流电场作用下其表面易累积大量电荷，直接造成环氧树脂绝缘性能的下降，导致电力系统运行中的安全隐患增加。因此本文利用等离子体表面改性技术对环氧树脂进行处理，并且对改性前后材料的化学特性、物理特性和电气性能变化规律进行了探索，从而达到改善表面电荷动态特性及提高绝缘性能的目的。
　　首先，搭建了大气压介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)和大气压等离子体射流(Atmospheric Pressure Plasma Jet, APPJ)改性平台，并实验验证了两种平台的表面改性效果。为了探索表面微观物理形貌对EP表面电气性能的影响，在纯氩气气氛中开展EP表面等离子体刻蚀处理。研究发现：两种等离子体改性方式均使EP表面粗糙度提升，且与处理时间呈单调递增关系。另外，EP表面粗糙度的增大会使表面电荷积聚量下降，并且用APPJ处理后EP的电气性能提升更多。
　　其次，为了探索化学元素对EP表面电气性能的影响，利用DBD与APPJ两种改性手段，开展环氧树脂等离子体氟化处理实验。研究发现：两种等离子体改性方式下，环氧树脂样品表面的F元素含量均随改性时间的增加而上升，而APPJ处理效果更优，其沿面闪络电压提升18.6%。分析认为在等离子体表面改性的过程中，由于EP样品表面引入氟原子，使其表面分子结构发生改变，进而影响表面电气性能变化；除了样品表面化学基团引入的影响，经过计算分析，APPJ处理下EP样品的放电功率密度与DBD相比提升2倍，这可能也是影响等离子体处理电气性能提升效果的重要原因之一。
　　此外，采取DBD与APPJ两种改性手段，在氩气气氛中开展环氧树脂表面硅修饰实验研究。研究发现：在APPJ改性方式下，表面电气性能提升效果最优。考虑到DBD、APPJ改性方法对EP表面物理形貌改性和表面化学组分改性综合影响，重点研究了改性方法对电气性能影响，结合前几章工作对等离子体表面处理提升EP材料表面电学性能的理化机制进行探讨。
　　综上所述，通过等离子体表面处理可有效改善环氧树脂表面电气性能，为解决高压直流设备面临的绝缘问题提供科学依据。