电力变压器是电力系统中能量输送和分配的核心设备。如何准确评估变压器绝缘的老化状况，提高变压器的安全运行水平已成为电力部门亟待解决的技术难题。基于介电响应原理的频域介电谱技术具有无损测量、操作简便、抗干扰能力强等优点，国内外许多学者将其作为油浸式变压器运行状况的现场评估工具，但目前仅限于对绝缘纸板水分含量和油电导率的评估，鲜见运用于绝缘老化状态现场评估的报告。探寻一种可应用于现场的并且既能诊断变压器主绝缘水分含量，又能评估绝缘老化状态的新方法或特征量，将具有重要的学术意义和应用价值。
本文搭建了油纸绝缘热老化和频域介电响应试验平台，设计了相关实验，对影响油浸绝缘纸板频域介电谱特性的油电导率、水分含量及老化状态等各种因素展开定量分析，利用表征变压器主绝缘结构的XY模型仿真研究了各影响因素下主绝缘系统频域介电谱的变化规律，并根据XY模型仿真和频域介电特征参量建立了评估主绝缘水分含量和老化状态的流程，最后结合现场实例对该方法的有效性进行验证。论文取得的主要成果如下：
①提出采用特征频率处的介质损耗因数（tanδ）评估油浸纸板的水分含量和老化状态的方法。根据水分和老化对油浸绝缘纸板tanδ影响的频段范围不同，通过建立不同特征频率处tanδ与纸板绝缘状态的指数函数经验公式来对其水分含量和老化状态定量评估。
②研究利用“频温平移”的方法将不同温度下油浸绝缘纸板的tanδ频域谱平移到一条主曲线，并由单一温度下的绝缘纸板的tanδ频域谱和油电导率可推算出其他温度下油纸主绝缘系统的tanδ频域谱，从而消除了温度对测量结果的影响。
③利用XY模型建立了单层油浸绝缘纸板和变压器主绝缘系统频域介电谱的联系。XY模型仿真结果表明：油电导率对主绝缘系统tanδ频域谱的形状有很大影响；几何结构、绝缘纸板水分含量对主绝缘系统tanδ频域谱影响的频带宽度和变化规律均与油电导率有很大关系；绝缘油老化使主绝缘系统的tanδ频域谱向高频方向移动，绝缘纸老化使tanδ频域谱在低频部分增大，当老化达到一定程度后，tanδ频域谱在低频部分出现“波峰”。
④基于XY模型将现场实测变压器主绝缘的频域介电谱反推得到油浸绝缘纸板的频域谱，并根据本文提出的评估油浸绝缘纸板水分含量和老化状态的特征参量，初步实现了对变压器主绝缘系统的状态评估。
