相比于交流输电系统，直流系统具有输送容量大，输电距离长等优点，而且功率调节快速灵活、没有大范围的连锁故障风险，系统安全问题较小。高压直流电缆配合直流输电系统的发展，为风电并网、海岛供电以及跨海长距离输电等提供了可靠、节约、环保的解决方式。
研究背景及目的
一方面，聚丙烯绝缘自身刚性大、韧性与耐低温冲击性能差，无法满足高压直流电缆绝缘的力学性能要求：聚丙烯绝缘的拉伸强度远大于交联聚乙烯绝缘的拉伸强度，而聚丙烯绝缘断裂伸长率与冲击强度远小于交联聚乙烯绝缘。
另一方面，通过共混、共聚等改性手段可提高聚丙烯基绝缘力学性能，但也会导致其电气、耐热性能发生不同程度的下降；聚丙烯基纳米复合绝缘材料可改善电气与力学性能，但在电缆绝缘批量制备中仍存在纳米填料分散不均、一致性较差等问题。
结论与展望
(1) 采用共混与共聚的方法能有效地改善PP的低温脆性和刚性，但弹性体共混材料与PP基体之间相容性差，导致高温高场下绝缘性能显著下降，因此提高共混绝缘相容性是其实际应用亟待解决的关键问题。PP共聚绝缘的耐热性能下降，高温下电气、机械降低，因此开展共聚单体选择与共聚绝缘分子拓扑结构设计，获得兼具优异电气与力学性能的聚丙烯绝缘是未来重要研究方向。
(2) β晶型具有较好的冲击强度和韧性，因而在保证聚丙烯电气性能的前提下，通过添加β成核剂能有效提高聚丙烯力学性能。如何提高成核剂分散性、防止成核剂迁出以及验证β型球晶的长期绝缘性能是亟需攻克的重要课题。
(3) 聚合物绝缘制备中结晶工艺对绝缘的性能有重要影响，通过调节等温及非等温结晶工艺参数能为协同调控聚丙烯电气和力学性能提供明确的思路。尤其在高压直流电缆绝缘批量制备过程中，通过优化结晶工艺来提高绝缘综合性能是高压直流电缆制造加工技术的重要方向。
(4) 电缆绝缘在生产、安装过程中承受机械应力作用，垂直于片晶方向的应力会使无定形区中缠结链取向伸展甚至断裂，自由体积增大，聚集态结构发生演变并影响其电学性能。研究表明当拉伸应变达到20%时，聚丙烯绝缘空间电荷积累量增加50%以上，击穿场强明显降低[56]。因此需要进一步研究拉伸、冲击应力作用下聚丙烯基绝缘的聚集态多层次结构演变过程，分析聚集态结构演变过程与绝缘缺陷形成、发展过程的内在关联，进而探究机械应力作用下聚集态结构演变对电导、电荷输运与击穿特性的影响规律及机理。
前景与应用
以聚丙烯(Polypropylene, PP)为代表的热塑性电缆绝缘代表了未来高压直流电缆绝缘的发展方向。聚丙烯绝缘具有由分子链有序折叠形成片晶、片晶生长排列形成球晶、球晶堆叠形成聚集体的多层次聚集态结构，聚丙烯基绝缘电气、力学性能与其聚集态结构密切相关。掌握聚丙烯基绝缘聚集态结构演变规律与调控方法，是实现其宏观性能调控的关键基础。
