换流变压器作为直流输电系统的重要设备之一，它的运行可靠性，直接关系到整个输电系统的安全。换流变压器与普通电力变压器相比，它的耐受电压更复杂，这对它的绝缘提出了更高要求。油纸复合绝缘是换流变压器采用的绝缘结构，研究它在各种电压作用下的电场和空间电荷分布特性，对它的绝缘特性研究有着重要作用。本文的目的在于研制一套可以测量变压器油中电场的设备，为换流变压器油纸绝缘的电场和空间电荷分布特性研究提供硬件基础。本文对克尔效应测量电场的原理进行了深入的研究；分析了在交流叠加直流电场下变压器油中电场的测量原理；完成了测量光路以及克尔盒的相关设计；利用交流电场调制光电信号，并设计相关的检测电路实现了光电信号的检测，研制了一套基于克尔效应原理测量变压器油中电场的设备。在不同比例的交流叠加直流电场下，利用该套设备对变压器油中的电场进行了测量，得到了光电信号中直流输出信号和基波输出信号与施加电压幅值的关系。针对试验结果进一步讨论了变压器油中电场，验证了通过已研制的设备测量变压器油中电场的可行性。