纳米复合改性技术通过引入纳米粒子（如SiO₂、Al₂O₃）对XLPE基体进行改性，显著提升了材料的耐电晕与抗局部放电能力。纳米粒子通过陷阱效应抑制空间电荷积聚，使材料在90℃、30kV/mm电场下的空间电荷密度降低60%。实验表明，纳米复合高压绝缘料的击穿场强可提升至75kV/mm，较传统材料提高30%，且耐电晕寿命超5000小时。
通过梯度绝缘层设计与多层共挤工艺，实现电场均匀分布。例如，500kV直流电缆采用三层共挤结构，内层高纯度XLPE、中层纳米复合材料、外层抗紫外老化层的组合，使绝缘层厚度均匀性控制在±5%以内，击穿场强提升25%。这种设计有效减少了电场集中现象，降低了局部放电风险。
空间电荷的积累会导致电缆绝缘性能的下降，是影响其长期稳定运行的关键因素之一。研究表明，在直流电压作用下，XLPE绝缘电缆运行时易在主绝缘层出现电荷积聚，造成电场畸变。通过电声脉冲法（EAPM）等非侵入性测量技术，可准确分析空间电荷的分布特性，为电缆设计和材料选择提供科学依据。
随着材料成本下降与工艺成熟，高压变频电缆绝缘材料将向绿色化、智能化方向发展。生物基聚合物绝缘材料、超导技术等新兴领域的融合，有望推动电缆性能的进一步提升。
