发生在两不同属性线性介质界面的夹层极化是为人熟知的Maxwell–Wagner极化。描述Maxwell–Wagner极化暂态特性和稳态特性的方程可以通过理论推导求得解析解。非线性介质作为电场应力控制型材料在高压绝缘系统中得到越来越广泛的应用,同时也在线性/非线性和非线性/非线性介质的组合绝缘中带来了复杂的界面问题。对非线性介质界面极化的深入理解能为工程上合理应用非线性材料提供重要基础。由于非线性问题较为复杂,通过理论推导求解表达线性/非线性和非线性/非线性界面极化的方程十分困难。基于以上原因,本文以含有非线性介质的双层复合介质及其简化物理模型为研究对象,一方面利用MATLAB/Simulink软件通过仿真的手段,另一方面利用Kethly6517B高阻计通过实验测量的手段,探究平板三电极结构下含非线性介质的双层复合结构界面夹层极化的机理。仿真结果表明:与线性介质不同,非线性介质参与的界面极化过程受外施激励的影响。阶跃电压下,退极化达到稳态所需时间比极化建立达到稳态时间长,外施电压幅值越高,界面极化建立过程越快,退极化过程越慢。因非线性介质电导率为场致增强型,极化过程为外加电场与极化电荷所形成电场作用之和,而退极化过程只有极化电荷形成的电场作用,使得极化建立和退去达到稳态时间不相同。当两层介质的时间常数有交点时,界面电荷极性随外施电压幅值的增大而反转,这由两层介质电导率大小关系随外加电场的变化导致。极性反转电压下,最大瞬时界面电荷、两层电场、全电流比阶跃电压下的最大初始值高。原因为电压极性反转瞬间,外加反向电场与极化电荷形成的电场共同作用加剧了界面极化相应参量的初值。实验结果表明:非线性层填料的种类、浓度和环境温度的改变会影响线性/非线性和非线性/非线性双层复合介质界面极化、退极化过程。因为填料自身微观结构和宏观性质、浓度、环境温度的变化使非线性层介质电导特性和介电特性发生改变,进而使时间常数和电导电流也发生变化。实验结果进一步验证了电压幅值和性质对含非线性介质的双层介质界面极化的影响,与仿真结果吻合。