伴随电力设备容量提升以及电子器件高度集成化,对绝缘封装材料的导热性要求提高。聚合物绝缘广泛应用于电气领域,改善聚合物绝缘导热性成为研究热点。常规热导率测试方法并不涉及电场因素,而绝缘材料工作于高场强下,常规热导率测试环境与材料实际工况不符。针对外加电场对材料导热性的影响程度及其能否实现材料热导自适应调控这一问题,目前还缺乏相关测试技术。本文提出了电场下固体绝缘热导率测试原理,将电导率三电极系统对称设置,高压电极内置独立加热源作为热板,接地极与测量极作为冷板,基于保护热板法思想将高压电极设计为主加热电极与辅助加热电极以消除热流径向损失,实现电场下热导率的测量。通过仿真验证了测试原理可行性,并设计了电场下固体绝缘热导率测试系统。测试系统硬件部分采用磁芯几何常数法设计制作了二次绕组低电位高压的隔离变压器,形成法拉第笼电气隔离测控模块。结合热源、传感器尺寸设计电极模块,热场仿真分析电极构造对热导率测试的影响,结果表明试样与电极接触面开孔处的不良导热性严重影响测温,误差百分比随热源功率增加而降低。提升开孔处导热性可有效改善试样轴向一维传热,显著降低传感器线束的影响。测控部分使用STM32单片机实现了基于SPI协议的高压侧14路温度数据采集。熵值法计算结果表明各温度通道权重接近均值,电极温度均匀,通过加权残差检测法判断温度传感器故障。电极升温具有滞后性,采用双积分分离式PID控制主辅加热源输出电压进而控制主辅加热电极温度,测温结果表明主辅加热电极控温稳定,热屏蔽效果良好,热流沿轴向一维传热,满足温控要求时提高输出电压可有效缩短升温时间。利用蓝牙无线模块实现高电位数据传输,基于卡尔曼滤波分别采用串行、并行输入方式计算多路温度数据融合值,串行输入收敛性高,并行输入滤波效果明显。通过编写Lab VIEW程序实现串口通信、数据监测、数据融合、数据保存、参数计算等功能。使用测试系统测量无电场下低密度聚乙烯热导率,经径向等效热路模型修正的热导率测试结果接近经验值。