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国际受控热核聚变实验堆(ITER)是目前规模最大的一个国际型托卡马克装置，旨在验证人类和平应用聚变能的可行性。极向场线圈(Poloidal FieldCoil，简称PF线圈)作为ITER超导磁体线圈的一种，主要作用是加热、成型与平衡等离子体。超导线圈工作在低温大电流环境下，绝缘系统是其安全运行的重要保障，在绝缘材料和结构合理选用的基础上，真空压力浸渍是绝缘系统成败的关键技术。本论文主要依托ITER PF6超导磁体项目，对磁体线圈的绝缘制造关键技术和绝缘性能测试进行了研究，本论文完成的具体研究内容如下: 1.确定大型超导线圈绝缘材料:论文从超导磁体绝缘性能要求出发，对ITER极向场超导磁体系统及其绝缘结构进行了研究。通过对超导磁体系统运行环境进行分析，提出超导磁体线圈在绝缘电气性能，低温力学性能，耐辐照性能等方面的需求。 2.超导绝缘工艺及理论研究:从理论角度对真空压力浸渍过程进行分析，为了保证超导磁体绝缘性能能够满足设计要求，绝缘采用先进的真空压力浸渍工艺。论文对浸渍过程进行了详细的阐述，对浸渍用树脂和纤维增强材料的选择进行了说明，并从渗流力学角度对浸渍过程进行了理论分析，分别对树脂的渗透过程和固化过程进行了数学描述，从而通过微观角度对浸渍过程中树脂的流动，以及树脂流动对气隙的产生进行说明，为浸渍过程的控制提供了理论支撑。 3.绝缘材料性能实验研究:重点对绝缘材料的低温力学性能和所用玻璃纤维材料的放气率进行了实验研究。根据ITER PF6线圈绝缘材料力学性能测试要求，对绝缘材料的低温性能进行了研究，主要包括绝缘低温拉伸强度测试，低温层间剪切强度测试和疲劳后强度测试实验，测试结果分析表明，所选用的材料力学性能能够满足ITER设计要求;玻璃纤维的放气将会影响线圈导体的检漏和绝缘真空压力浸渍时树脂的脱气，论文对匝间绝缘结构的材料放气进行了实验研究，测试结果对检漏真空机组的配置具有指导意义，同时为真空压力浸渍时材料的脱气提供参考。 4大型超导线圈VPI加热方式及温度控制理论和实验研究:真空压力浸渍过程中，不仅需要对线圈温升速率进行控制，还应确保线圈温度的一致性。论文对线圈加热进行了理论计算和分析，并对内外不同加热方式进行了实验研究，重点针对内部加热的温度采集和温度控制进行研究，实验结果表明，内外同步加热下，线圈上温度可以得到均匀的控制，其均匀性与树脂固化需求温度一致，因此，内外同步加热方法及内部温度控制方式为类如ITER PF6磁体线圈的大线圈真空压力浸渍提供了实验与理论支持。 5.线圈绝缘电气性能实验研究:结合ITER PF6对绝缘电气性能的测试要求，进行了相关实验平台的搭建，和相关实验测试。按照ITER PF6绝缘测试要求，需要对线圈的匝间绝缘和对地绝缘进行交直流耐压测试、Paschen放电测试、局部放电测试和冷热循环测试，结合要求，搭建了相关测试平台并对实验测试结果进行分析，对磁体线圈绝缘认证具有很大的参考意义。 本文所研究的ITER极向场线圈绝缘的背景和资金来源是基于ITER PF6项目，但他的测试方法、研制过程中的关键技术对超导电工，磁体绝缘等有着重要的应用价值。