气隙放电是换流设备中常见的空气绝缘缺陷现象。气隙放电过程产生带电粒子,粒子微观过程构成气体放电的基础,同时,瞬态空间电荷、背景空间电荷对气隙放电具有重要影响。另一方面,换流设备电压工况复杂,因而气隙可能承受直流电压、工频交流电压、谐波电压及交直流复合电压。不同电压条件影响空间电荷分布,进而对放电特性产生影响。为得出复杂电压下气隙放电特性及其变化规律,本文提出从微观角度,研究电荷分布、计算空间电场,进而解析放电过程中的空间电荷效应,分析电压条件对放电特性的影响。基于微观数值模型分析,研究气隙放电瞬态过程空间电荷、电场变化;提出放电脉冲、电荷特征参量同步测量,提出基于多参量同步的空间电荷、电场分析,研究空间电荷与放电相互作用过程,定量分析电荷电场作用程度;在此基础上,研究交直流及复合电压下,幅值、频率等电压条件对放电特性的影响规律。论文主要研究内容及成果有:（1）提出基于微观粒子反应-流体力学的针-板气隙放电微观数值模型,研究正极性流注、负极性特里切尔放电微观过程,分析粒子密度、电场强度等特征量衍变规律。基于静电感应,类比运流电流,揭示了放电脉冲形成机理。（2）建立电荷与放电脉冲、电荷特征参量的关联关系,提出基于同步多参量时域变化分析,研究空间电荷-放电的相互作用过程;提出基于多参量进行合成电场分析,定量电荷电场的作用程度。提出放电脉冲、背景电荷电压同步测量方法。（3）研究直流针-板气隙放电在瞬态电荷、背景电荷作用下的阶段特征。分析正极性放电背景迁移电荷作用、负极性放电电晕区背景电荷作用,并解析正负不同放电阶段电荷作用机理。（4）研究工频交流放电过程。由针极合成电场定量计算分析,估算得放电起始场强,得出电荷电场作用程度;由同步脉冲、电荷参量时域变化分析,得出前半周残余背景电荷空间分布、电荷量影响后半周起始放电特性,累积背景电荷空间分布、电荷量影响本半周放电特性。在此研究基础上,结合电荷特征量、放电起始/终止电压、φ-?t-V谱图分析,研究交流电压条件影响规律并分析机理。得出电压幅值主要影响前半周残余背景电荷、本半周累积背景电荷的电荷量,进而影响放电特性;电压频率影响残余背景电荷、累积背景电荷的电荷量、电荷分布,同时引起原电场、电荷电场变化速率差异,进而影响放电特性。（5）研究复合电压下气隙放电特性,分析残余、累积背景电荷作用。进一步研究得出交直流比重的影响规律:复合电压下,外电压峰值相同,直流分量比重影响残余背景电荷、累积背景电荷的电荷量,进而影响脉冲幅值、放电起始/终止电压等放电特性。研究得出交流分量频率对放电特性影响较小。（6）研究球-板气隙放电特性,分析交流电压条件的影响规律。对比针-板气隙放电,得出电荷量等多因素影响时,各因素作用程度不同,电荷作用可能存在差异。研究油纸内部气隙放电的影响因素,除电荷作用外,气隙电压随放电进程、电压频率的变化也具有影响。随后从气隙电压、电荷电场综合作用角度,解析了电压条件对内部气隙放电特性的影响规律。上述研究有助于理解气隙放电微观机理,解析空间电荷在放电过程中的作用,同时,可得出交直流及复合电压下,气隙放电起始电压等特性,为换流设备内部绝缘设计提供指导。