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高压直流电缆具有长距离高容量传输的优势,能有效解决我国能源供需分布不平衡的问题。相比交流电缆,高压直流电缆绝缘层中更易积聚空间电荷,这可能会导致绝缘层局部放电,绝缘老化甚至失效。抑制绝缘层中的空间电荷积聚是发展高压直流电缆的难点。本文模拟高压直流电缆的构成,从导电铜芯和半导电层出发,研究电极改性后对绝缘层空间电荷注入的影响。本文利用等离子化学气相沉积的方法在纯铜上沉积了钛和钨的薄膜,并使用离子溅射仪在纯铜上沉积了金的薄膜。以镀膜后的铜片作为电极,结合不同浓度的砷掺杂的硅片作为半导电层,通过PEA和TSC探究不同场强下电荷从电极经过半导电层向绝缘层LDPE中的空间电荷注入情况。通过SEM和AFM发现镀膜后的铜片表面为大小一致的球形颗粒的密集堆叠。通过EDS分析得知,镀层金属的原子百分比在10%以内。XPS的结果说明除金镀层外其它铜片的表面都有部分的氧化。功函数的测试结果表明镀膜后表面功函数提高。PEA结果表明,在无半导电层的情况下,纯铜电极向绝缘层的电荷注入量最少;在有半导电层的情况中,镀钛电极向绝缘层中的电荷注入有抑制作用,另有个别情况下镀钨电极向绝缘层中注入的电荷量最少。半导电层对电荷向LDPE中的注入可以起到抑制作用,其中电阻率为0.013Ω·cm的硅片对电荷向LDPE中注入的抑制作用比较明显;在镀钛铜片和镀金铜片作电极的情况下,电阻率为6Ω·cm的硅片作半导电层时对抑制电荷向绝缘层中注入也有一定的效果。另外,电极向绝缘层中的电荷注入量随场强增大而增大。TSC结果表明,纯铜和镀金铜片作电极时LDPE通过热刺激释放的电荷量较少;添加半导电层有助于降低电极向LDPE中的电荷注入;LDPE中的电荷量随场强的增大而增大。