舟山500 k V XLPE绝缘海底电缆工程作为世界首条超高压交流海底电缆工程,电缆的绝缘材料寿命特性、劣化特性等问题均有待研究。对这一电压等级的海底电缆绝缘材料绝缘特性进行加速老化研究,为电缆的运维、管理、辅助决策提供一手数据,也为论证海缆绝缘设计,优化设计方案提供理论依据。本文以500 k V XLPE海缆绝缘介质为研究对象,进行步进应力电-热联合试验分析绝缘特性、建立寿命模型。对该500 k V海缆绝缘进行130℃下加速热老化试验,获得该500 k V XLPE绝缘材料热老化的理化性能和介电性能劣化规律。根据XLPE样品性能劣化规律的试验结果,优选特征参量、进行劣化状态分级、确定区间边界对应参量阈值,通过阈值数据和灰色关联方法进行多参量融合XLPE绝缘状态评估方法的探索。本文得到的主要结论与成果如下:（1）构建了考虑阈值温度影响的交流500 k V XLPE海缆绝缘介质的绝缘寿命模型。在25-55℃之间,随着温度升高,XLPE样品的工频击穿电压缓慢上升,在温度高于55℃时,工频击穿电压迅速下降,XLPE海缆绝缘介质的工频击穿强度存在转折的阈值温度;Weibull分析表明,在相同温度下,随着电压步长的增大,特征击穿电场逐渐降低;在相同的电压步长下,随着温度的升高,特征击穿电场和耐压时间均呈现先上升后下降趋势。基于上述工频击穿数据,一是构建了不同温度下XLPE海缆绝缘介质的绝缘寿命反幂模型,为该材料类型海缆的寿命计算提供参考;二是求解得到了FALLOU模型、SIMONI模型和CRINE模型的相关参数,对比分析发现上述模型无法准确描述该XLPE海缆绝缘介质的绝缘寿命变化;基于逐步回归分析获得的电-热应力与寿命的显著性和相关性,建立了考虑阈值温度影响的交流500 k V XLPE海缆绝缘介质的绝缘寿命模型,误差分析显示该模型的拟合优度R~2≥0.93,优于FALLOU模型、SIMONI模型和CRINE模型。（2）揭示了XLPE海缆绝缘材料在热应力作用下的性能劣化规律。在130℃下热老化过程中XLPE材料发生热氧老化反应,氧化诱导时间迅速降低时说明热氧老化将迅速进行。热老化过程中XLPE材料球晶结构被破坏,氧化产物增多,羰基指数显著升高;断裂伸长率保留率先略有升高后迅速降低;玻璃化转变温度、熔融焓降低,热性能衰退;介电常数、tanδ等介电参数显著升高,工频击穿强度与未老化样品相比下降50%。（3）提出了基于多维特征参量灰色关联分析的XLPE海缆绝缘材料性能劣化状态评估方法。首先,根据断裂伸长率保留率和氧化诱导时间变化,将该XLPE材料的性能劣化状态分为性能强化区、性能劣化区和性能失效区;然后,优选对材料化学、机械、热、介电性能具有显著表征性的征参量(FWHM、CI、断裂伸长率保留率、熔融焓、静态介电常数χsα、绝缘强度),分析确定了不同性能状态区间对应的特征参量阈值范围,构建了XLPE材料的性能状态阈值雷达图;最后,通过灰色关联方法实现了未知性能状态XLPE材料的性能劣化状态评估,评估结果与样品实测性能状态一致。