交联聚乙烯绝缘电缆以其优异的电、热以及机械特性在我国已有50多年的应用历史,电缆绝缘故障一直是电力系统领域关注的重点。机械损伤、材料缺陷、绝缘老化以及环境气压等造成的电缆缺陷是引发电缆绝缘故障的主要原因。当含缺陷的电缆在运行时受过电压作用,会加速损坏电缆绝缘层,引发绝缘层沿面放电和内部局部放电。为分析电缆中的毛刺尖端缺陷局部放电受复合过电压的影响,通过针板电极模拟电缆内部引起极不均匀场的毛刺,本文研究了直流叠加交流和直流叠加脉冲两种复合电压作用下的交联聚乙烯电缆绝缘击穿特性。结果表明:叠加交流或脉冲电压会降低交联聚乙烯电缆的直流绝缘强度,以实验样品厚度为0.1 mm为例,叠加1 k V、2 k Hz的交流电压使实验样品直流击穿电压下降了4.38 k V,叠加1 k V、2 k Hz、1μs的脉冲电压使直流起始击穿电压下降了3.24 k V。针对不同环境气压下的电缆气隙缺陷,设计了三种电极结构模拟不同气隙缺陷,本文研究了电场分布对空气击穿的影响并绘制了巴申曲线,发现电场不均匀度对巴申曲线的拐点影响不大且不均匀程度越大,巴申曲线越平缓。在上述基础上进一步研究了电压波形对空气击穿的影响规律,仿真和实验结果表明:（1）脉冲电压波形的巴申曲线呈现“U”字型,曲线左右两支较为陡峭。（2）直流电压和交流电压下巴申曲线基本重合,整体上曲线较为平滑。（3）频率越高,空间残余电子密度和正离子密度越高,击穿电压越低。针对电缆中悬浮颗粒造成的沿面放电,本文仿真分析了不同电压下沿面放电的电场分布,并通过实验探究了不同电压波形下电极间隙和气压两个参数的改变对沿面放电特性的影响。研究发现:（1）在不同气压下,直流、交流和脉冲三种波形下击穿电压随电极间隙的增长率存在不同,在低气压时脉冲电压的降低率最高,而高气压时交流电压的增长率最高。（2）针对毛刺沿面放电特性,开放空气环境中脉冲电压作用下毛刺的放电起始电压较高,直流与交流电压作用下毛刺放电起始电压接近;覆盖硅凝胶绝缘层时交流和脉冲波形下毛刺的放电起始电压相近,直流电压下毛刺放电起始电压最低。