换流变压器是直流输电系统的关键设备,其安全可靠运行关乎直流输电系统的稳定。绝缘油作为换流变压器的主要绝缘材料,其绝缘性能的好坏关乎换流变压器的安全可靠运行。变压器绝缘油作为液体电介质,其往往容易被变压器运行中产生的固体颗粒污染,固体颗粒在绝缘油中会受到电场的影响而发生运动,在绝缘薄弱处聚集,导致绝缘性能降低。换流变压器与交流变压器的运行工况显著不同,其阀侧绕组存在直流电压分量,其绝缘缺陷与交流变压器存在明显差异。换流变压器中直流电压的存在是导致油中固体颗粒的运动规律与交流电压下存在差异的原因。因此,本文采用动力学分析方法研究交直流复合电压下固体颗粒形成固体颗粒小桥的机理,揭示交直流电压下固体颗粒对绝缘油击穿电压的影响机理。论文的主要研究内容如下:(1)研究了绝缘油中固体颗粒在电场下的受力情况,进行了受力分析,得到了绝缘油中固体颗粒的受力模型,并推导了固体颗粒的运动模型。采用COMSOL仿真软件,分析了电场下固体颗粒的运动轨迹,得到了颗粒粒径、电场强度、电压类型与颗粒运动速度的关系。(2)搭建了绝缘油中固体颗粒的运动轨迹拍摄实验平台,研究了电场分布、电压类型、电场大小与颗粒浓度对固体颗粒运动轨迹的影响的实验研究。实验结果表明,固体颗粒总是在高电场区域聚集形成颗粒团,当固体颗粒数量足够大时,会形成贯穿电极的固体颗粒小桥;交流电压下很难形成连贯的固体颗粒小桥,直流电压及交直流复合电压下均能观测到明显的颗粒小桥;电压类型与颗粒浓度是影响固体颗粒小桥形成的关键因素。(3)实验研究了固体颗粒对绝缘油在交流电压、直流电压及交直流复合电压下击穿强度的变化规律,得到了不同电压类型下固体颗粒浓度与绝缘油击穿强度之间的函数关系,分析了电压类型对含固体颗粒绝缘油击穿强度的影响规律。实验结果表明,电压类型、颗粒种类以及颗粒浓度对绝缘油的击穿电压存在显著影响。结合固体颗粒运动轨迹的仿真计算结果与固体颗粒小桥的实验图像,分析了不同类型电压下固体颗粒对绝缘油击穿过程的作用机理。