近年来全球能源互联网不断发展,作为其骨干网架,特高压直流输电得到了快速发展。在特高压直流输电技术中,直流电缆内部的空间电荷是一个严重的问题。相较于交流电缆,直流电缆内部空间电荷积聚更加严重。空间电荷的积聚会导致局部场强畸变,劣化电缆绝缘性能,最终导致电缆绝缘老化。另外直流电缆在运行过程中由于缆芯导体发热,绝缘的运行温度较高。高温一方面使绝缘发生热老化,另一方面加剧了空间电荷的注入和积聚,使得电缆绝缘进一步劣化。为了研究直流电缆绝缘在电场和热两个因素作用下的老化问题,开展了直流电缆用绝缘材料交联聚乙烯的直流电-热联合老化研究。本文搭建了直流电-热联合老化平台,在空气和变压器油两种环境下进行了90℃、104℃和113℃三个温度下的联合老化。对老化后不同时期的试样进行了25℃室温和50℃高温下的空间电荷特性测试、体电导测试、介电特性测试以及傅立叶红外光谱分析。研究结果表明,变压器油和空气两种环境下的老化试样,老化特性有较大差别。变压器油中试样老化后,试样在高温下存在异极性电荷积聚现象,且随着老化的进行,试样内部深陷阱所占比例降低,深陷阱能级增加而浅陷阱能级降低。在不同场强下,油中老化试样的体电导增大。高频下介电常数低于未老化试样,低频下介质损耗因数则高于未老化XLPE。最后,红外光谱分析发现,试样内部未出现明显的氧化反应。空气中老化后的试样在高温下有显著的同极性电荷注入现象,部分老化试样在阳极和阴极附近形成了空间电荷注入电荷包。试样内部以深陷阱为主,陷阱能级高于油中老化试样。试样的体电导率明显降低。高频下介电常数增大,低频下介质损耗因数则低于未老化试样。通过红外光谱分析可见,试样内存在含氧基团。但试样内未形成羰基峰,说明热氧老化并不剧烈。以上结果对XLPE在不同条件下的直流电-热老化特性进行了较为详尽的分析,对直流电缆的在线监测和寿命评估具有很大的参考价值。