在高功率脉冲系统中，由于真空沿面闪络现象的存在，真空绝缘体表面的沿面闪络电压远远低于同样绝缘距离的真空间隙或绝缘材料的体击穿电压，因此真空绝缘支撑部件通常是脉冲功率系统中最薄弱的环节。随着脉冲功率装置向高功率、高容量、小型化方向的发展，真空固体绝缘技术的研究已经成为制约脉冲功率技术发展、大型脉冲功率装置建设的一个“瓶颈”。因此，研究如何提高其沿面闪络性能具有十分重要的意义。由于聚乙烯的易加工性和可塑性，本文以聚乙烯为研究对象，研究通过改善聚乙烯本身的绝缘性能和优化绝缘结构两个方面来提高绝缘材料的真空沿面闪络性能。首先，采用热处理的方法，通过不同的降温程序来改变聚乙烯的显微结构。利用TSC系统，对热处理试样进行了TSC实验，建立了聚乙烯的显微结构和陷阱能级之间的关系，随着晶粒尺寸的变大，陷阱能级逐渐加深，晶粒尺寸从3.5微米变化到17微米，陷阱能级从0.65eV变化到0.95eV。同时真空沿面闪络性能的测试发现聚乙烯的陷阱能级对其真空沿面闪络性能具有重要影响，随着陷阱能级的加深，真空闪络电压先增大后减小，当陷阱能级在0.7-0.8　eV的范围内时，真空沿面闪络电压达到最大值。实验结果研究发现，与原始试样相比，热处理试样的直流真空沿面闪络电压最高提高了76%，脉冲真空沿面闪络电压提高了19%。因此可以通过改善半结晶聚合物聚乙烯的显微结构来改变其陷阱参数，实现了对聚乙烯材料真空沿面闪络性能的提高。其次，提出了一种多层有机绝缘结构以提高圆柱形绝缘材料的真空沿面闪络性能。电场仿真分析表明，在电极和聚乙烯基体间插入层的介电常数依次降低时，电极三结合点处的电场强度明显降低；当插入层的层数越多，层间介电常数差越小时，电极三结合点处的电场强度就越低。理论上证明了阴极三结合点处电场强度的降低使得电子从电极发射到真空的势垒升高，抑制了该处的热电子发射和隧道发射。同时，以聚乙烯为研究对象，重点研究了三层、五层和七层绝缘结构聚乙烯试样，发现与原始聚乙烯试样相比，三层、五层和七层绝缘结构聚乙烯试样的真空闪络性能都得到了提高，其中七层结构提高的幅度最大，五层次之，三层最低。最后，研究了三层绝缘结构对45o真空-绝缘子界面试样真空沿面闪络性能的提高。电场仿真分析表明，在电极和聚乙烯基体间插入层的介电常数合适时，电极三结合点处的电场强度明显降低；当插入层的介电常数越大，该处电场强度降低幅度越大。理论上证明了阳极三结合点处电场强度的降低抑制了阳极三结合点附近介质的局部击穿现象，阻止了沿面闪络的发生。同时，以聚乙烯为研究对象，制作了三层45o绝缘结构试样。发现与相同厚度的原始45o聚乙烯试样相比，三层45o绝缘结构聚乙烯试样的真空沿面闪络性能有很大的提高，当插入层的介电常数取值合适时，使阳极三结合点处电场强度等于介质三结合点处电场强度时，试样的闪络性能提高的幅度最大。