变压器内油纸绝缘在其寿命周期内会承受多次雷电冲击电压的作用,这将对变压器的安全运行产生严重威胁。由于进线段衰减、折反射及绕组谐振等因素的影响,实际侵入变压器的雷电冲击电压波形通常具有双极性和振荡衰减的特性,该波形与传统试验中采用的标准雷电波形相去甚远。为了合理确定油浸式电力变压器的绝缘规格,在保证绝缘可靠性的前提下尽可能降低设备成本,有必要研究变压器内油纸绝缘在实际非标准冲击电压下的绝缘特性并与标准雷电冲击电压下进行对比。鉴于此,本文基于站内在线监测系统实际获取的变压器雷电侵入波形特征定义了典型的冲击电压波形,深入对比研究了不同冲击电压波形下油纸绝缘的击穿特性、累积击穿特性以及累积损伤特性,这不仅有助于完善对站内侵入冲击电压波形的研究,也能为合理确定变压器的绝缘规格以及站内雷电防护提供技术依据和支持,具有重要的理论和工程应用价值。首先,基于实际监测获得的站内侵入波形进行了不同冲击电压下油纸绝缘击穿特性的试验研究。本文选取了双指数衰减冲击电压和双极性振荡衰减冲击电压两种波形,对比研究了不同波头时间、波尾时间、振荡频率和半峰值衰减时间等参数改变时变压器内油纸绝缘的击穿特性,并采用统一的时间参数分析多种波形,探讨了预估冲击电压下油纸绝缘50%击穿电压(U50)的可行性。研究结果表明,两种冲击电压波形下油纸绝缘的U50和V-t特性均存在明显差异,通过波形分析确定了峰值上升陡度和波峰附近较高电压的持续时间是影响试品击穿特性的重要因素,并据此获得了预估油纸绝缘U50的计算流程。然后,基于不同冲击电压下油纸绝缘的击穿特性进行了油纸绝缘累积击穿特性的试验研究。本文获得了双指数衰减冲击电压和双极性振荡衰减冲击电压两类波形下油纸绝缘的累积击穿特性,采用Weibull分布的数学模型分析了多次冲击电压作用下油纸绝缘的失效概率。针对不同冲击电压波形,分别对比分析了波形参数对V-N特性的影响规律,确定了改变波形参数时Weibull寿命模型中参数的变化规律。研究结果表明,两种冲击电压作用下油纸绝缘均存在明显的累积效应,V-N特性试验数据满足Weibull分布规律,其累积击穿特性受波形参数影响存在明显差异,且双极性振荡衰减冲击电压波形参数对试验结果的影响更大。最后,基于油纸绝缘的累积击穿特性进行了多次冲击电压作用下油纸绝缘累积损伤特性的试验研究。本文从机械特性、表面形貌和电气特性三个角度全面分析了冲击电压累积作用后油纸绝缘各项性能及参数的变化规律,分别探究了双指数衰减冲击电压和双极性振荡衰减冲击电压作用下油纸绝缘的累积损伤特性。研究结果表明,累积冲击作用后油纸绝缘的机械特性有一定下降,绝缘纸表面粗糙度明显增大,且电气性能有明显下降,累积损伤效应主要表现在油纸绝缘在累积过程中极性物质的生成和绝缘纸纤维结构的变形。