植物绝缘油作为一种环保型液体绝缘介质,与绝缘纸、绝缘纸板共同构成植物油变压器的主绝缘。与传统矿物油纸绝缘相比,植物油纸绝缘在复杂运行工况下具有更少的碳排放量、更强的过负荷能力和更长的使用寿命,且两者的绝缘性能均会受老化影响而发生下降。目前,业界主要采用频域介电谱法作为植物油纸绝缘老化评估方法,但频域介电谱在低频段容易出现弛豫峰被掩盖的问题;此外,借助传统介电模型来分析频域介电谱时,能够提取的老化特征参量较少,不利于探究植物油纸绝缘复杂的弛豫极化过程。因此,选用合适的介电模型来提取更多有效特征参量,进而提出一种科学可靠的老化评估方法,能够为现场植物油变压器绝缘状态评估和故障诊断提供有价值的参考。本文以植物油纸绝缘的老化状态为研究对象。首先,在实验室环境下制备、测量了不同热老化程度的植物油纸绝缘样品,并运用分数元和分数阶微积分理论建立了分数Poynting–Thomson（后简称分数P–T）模型。其次,定性研究了热老化对试样频域介电谱（Frequency domain dielectric spectroscopy,FDS）和介电模量谱（Dielectric modulus spectrum,DMS）的影响,定量研究了热老化对分数P–T模型参量的影响。最后,借助介电模量谱和分数P–T模型提取六个表征植物油纸绝缘老化的特征参量,提出评估植物油纸绝缘老化状态的方法,并运用两个实验室样品和一台植物油变压器进行了初步验证。论文取得的主要成果有:（1）证明了介电模量谱用于评估植物油纸绝缘老化状态的可行性。通过试验对比研究了老化对植物油纸绝缘频域介电谱和介电模量谱的影响,结果表明介电模量谱与频域介电谱在热应力作用下存在相似的变化规律,且介电模量谱能有效削弱电极极化和电导损耗对频谱低频段的影响,凸显出一个“弛豫峰”。（2）建立了分数P–T模型并通过仿真研究和试验研究检验了其准确性。综合运用分数元、分数阶定理和电路串并联性质构建了分数P–T模型,推导了分数P–T模型的介电计算式,仿真研究了模型参量对介电模量谱的影响,试验研究了模型参量受老化影响的变化规律,结果表明分数P–T模型能较好地描述植物油纸绝缘在宽频带内的弛豫极化过程,部分模型参量与老化程度之间存在密切联系。（3）构建了植物油纸绝缘介电特征参量与绝缘纸聚合度的幂指函数或线性函数关系。通过分析介电模量实部、虚部频谱和模型参量受老化影响的变化特性,提取了虚部频谱积分值ADP、实部频谱幅值差ΔADP、形状参数α、β、εa和弛豫时间τ六个特征参量作为植物油纸绝缘的介电特征参量,并分别与绝缘纸聚合度建立定量关系,结果表明特征参量ΔADP、εa与聚合度存在较好的指数函数关系,特征参量ADP、α、β与聚合度存在较好的幂函数关系,而弛豫时间τ与聚合度存在较好的线性关系。（4）提出了基于多介电特征参量的植物油纸绝缘老化状态评估方法。利用灰色系统理论和熵权法的优势,提出了融合多介电特征参量的植物油纸绝缘老化状态评估方法,采用两个实验室样品进行了初步验证;此外,结合现场测量经验和《电力设备预防性试验规程》,建立了植物油变压器绝缘状态评估体系,采用一台10 k V植物油配电变压器进行了初步验证。