换流变压器是直流输电系统中最核心的设备,其绝缘可靠性直接影响了电网安全。油纸绝缘是换流变压器绝缘的主要形式,其介电参数在运行过程中会受温度、水分、老化以及电场强度等外界因素影响而时刻发生变化（即:介电参数是随外界环境变化的动态参数,非定值）,介电参数变化会进一步影响电场分布,以往研究多采用定值介电参数进行电场计算,显然会带来误差;油纸介电参数变化会对其绝缘结构电场分布产生影响,进而改变其放电特性,变压器绝缘中存在众多搭接结构,以往对此搭接结构的放电特性研究较少。因此有必要在动态参数下对换流变压器油纸绝缘结构电场分布与放电特性开展研究,以助提高换流变压器主绝缘可靠性。制备不同含水率与老化程度的油浸纸板与变压器油试样。通过试验测量,获得二者电导率及介电常数随温度、含水率、热老化程度和电场强度的变化规律。结果显示,不同温度下电场强度对变压器油电导率影响规律具有明显差异:温度较低,随电场上升变压器油电导率增加;温度升高,电导率先降后升;温度再高,测量范围内电导率下降后基本稳定。油浸纸板场致非线性电导同样受温度影响明显,但变化趋势与油明显不同。低温时,电导率先降后升;温度升高,电导率增加,但增速逐渐降低。热老化后纸板电导场致非线性受到影响明显:随场强增加,未老化纸板电导率逐渐上升最终趋于稳定;老化后,电导率下降最终也趋于稳定;老化越严重,电导率下降的幅度越大。变压器油与油浸纸板相对介电常数随温度增加变化趋势相反:随温度增加,变压器油相对介电常数线性下降;而油浸纸板相对介电常数上升,且非线性变化。含水率对油浸纸板相对介电常数影响明显:含水率较低时,随温度增加相对介电常数增速逐渐减小,趋于稳定;含水率较高时,随温度增加相对介电常数增速逐渐增大。利用分子动力学仿真与量子力学计算,分别获得了杂质影响下二者的电子局域态密度,对油纸绝缘电导特性影响机制进行了分析。结果显示,水对变压器油的HOMO（Highest Occupied Molecular Orbital）-LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）能级影响十分微弱,酸在HOMO-LUMO能级间引入低密度的束缚态,酸与水共同作用使HOMO-LUMO能级减小程度更大。杂质影响区域内的HOMO-LUMO能级减小,在高场强下促进解离,与热解离载流子浓度饱和现象共同作用,使油纸绝缘随电场强度增加呈“U”型曲线。采用动态介电参数对换流变主绝缘绕组端部电场分布进行计算。研究发现,采用动态与静态参数计算结果差异较大。温度对电场分布具有显著影响。当温度较低时过渡过程十分缓慢,且电场非常集中,场强最大值可达运行温度下的2倍以上,不适合作为投运温度。温度梯度会使纸板内参数不均匀分布,导致油纸界面及绝缘纸板内产生空间电荷,进而畸变电场,最大场强位置随温度梯度有较大变化,在纸板搭接部位会出现较大场强。温差越大场强畸变越严重,电场强度最大值越大。热老化不会影响最高场强位置,但会对其大小产生影响。最大场强随老化程度加深呈先升后降趋势,直流分量越高场强越大。设计了纸板搭接结构试验电极,进行了纸板搭接长度、电压类型、含水率、温度、油纸间温度差等因素影响下双层纸板搭接结构击穿/沿面放电试验。结果表明,纸板搭接结构的放电电压随搭接长度的增加而升高;搭接长度较短时以爬电为主,随搭接长度增加爬电概率减小;与交流电压相比,交直流叠加电压下不容易发生沿面放电,平均击穿场强也高于交流电压下,但是其放电发展速度更快。恒温下,温度高时爬电概率低于室温,放电电压也高于室温。升温过程中,纸板含水率低时,高油温下放电以击穿为主,静置时间无影响;低油温时,静置时间短会大概率沿面放电,降低放电电压,随静置时间延长,爬电概率降低,放电电压升高;高油温的放电电压高于低油温。纸板含水率高时,无论油温高低均为沿面放电形式;此时高油温下的放电电压低于低油温下。热老化会增加沿面放电概率,降低放电电压,且老化后放电的发展速度更快。研究发现,相比于油纸绝缘动态介电参数,采用静态介电参数会使电场计算结果偏大,可能造成设计尺寸偏保守。指出了换流变在投运初期尤其在低温投运时为关键时刻,对绝缘考核更严苛,对换流变压器投运温度给出了建议。提出换流变油纸绝缘搭接结构试验模型,得到了交直流叠加电场下搭接结构放电特性。为提升换流变压器可靠性与经济性提供基础。