近年来，人们保护环境的意识增强，国内外太阳能、风能等清洁能源的发电容量大幅增加。此外，海底电缆的技术需求与城市轨道交通的发展也变得愈发迫切。因此，高压直流电缆用交联聚乙烯（XLPE）材料的研发受到了越来越多的关注。
本文针对高压直流塑料电缆的需要，对　3种聚乙烯材料（纯XLPE、自主研发的纳米改性XLPE以及从国外进口的一种直流用XLPE）在不同温度与场强条件下的电导率和空间电荷分布进行了测量，并分析了其电导转变机理与不同温度条件对聚乙烯空间电荷特性的影响。在不同温度下对3种聚乙烯材料的击穿强度进行了测量，分析了温度对聚乙烯材料击穿强度的影响。此外，对聚乙烯的微观结构进行了测试，分析了其微观性能与宏观性能的联系。
通过强场电导的实验结果发现，XLPE在低电场的电阻率保持恒定，而在高场强下电导机理会多次发生改变，而非始终由单一的电导机理主导，且电导机理发生改变的电场阈值随着温度的提升而下降。通过空间电荷分布的测量结果发现，在高温条件下XLPE产生电荷积聚的电场阈值会有所下降，温度梯度条件下积聚的电荷量最大。但添加纳米SiO2颗粒制成的纳米改性XLPE抑制空间电荷积聚的能力始终优于纯XLPE。对XLPE微观结构进行分析后发现，3种XLPE微观参数有所差异，且能够解释3种XLPE在电导特性与空间电荷特性等宏观介电性能上的差异。对3种XLPE进行了直流击穿强度进行了测试，发现3种XLPE的击穿强度在温度升高过程中的变化规律有所不同。尽管高聚物介电性能与其微观结构密切相关，但由于高聚物结构的复杂性，但它们之间的联系还有待更加深入的研究。