油纸绝缘是特高压直流换流变压器阀侧绕组的主绝缘,其放电行为威胁直流输电系统的安全运行。目前,换流变压器油纸绝缘局部放电的相关研究主要在稳态条件下开展,无法为换流变压器的绝缘设计提供可靠的理论依据。本文基于换流变压器实际运行工况,建立了阀侧绕组油纸绝缘局部放电、水分含量和电场分布之间的关联关系,揭示了运行工况下换流变压器油纸绝缘局部放电机理,并提出了一种基于氧化锌磁控溅射改性的油纸绝缘局部放电抑制方法,为换流变压器的安全稳定运行提供理论支撑和技术基础。论文取得的主要成果如下:（1）基于菲克第二扩散定律和水分平衡方程,建立了油纸绝缘水分迁移模型并进行了仿真计算,获得了变温条件下油纸绝缘界面水分含量的变化规律,发现油纸绝缘水分扩散是导致油纸绝缘界面水分积聚或消散的根本原因。基于克尔电光效应和交流电场调制技术,搭建了具有修正绝缘油克尔系数的油中电场测试平台,结合考虑油纸绝缘水分迁移的电场分布模型,获得了变温条件下油纸绝缘电场强度的变化规律,发现试样水分含量、变温速率、变温幅度和水分迁移系数是影响油纸绝缘最大场强出现时间和幅值大小的重要因素。（2）采用针-板放电模型模拟极不均匀电场下油纸绝缘局部放电行为,获得了变温条件下油纸绝缘交流和直流局部放电的特征规律,建立了局部放电、水分含量和针尖电场之间的关联关系,阐明了油侧界面水分是影响升温阶段局部放电特征的主要因素,纸板侧界面水分是影响降温阶段局部放电的主要因素,发现油纸绝缘水分含量的增加可促使局部放电波形由单脉冲转向多脉冲放电甚至发生沿面闪络现象;与升温阶段相比,降温阶段下的局部放电具有引发概率高和突发性强的特点,应该密切关注换流变压器油温下降时油纸绝缘的绝缘性能。（3）提出了基于氧化锌磁控溅射的氧化锌/纤维素复合绝缘纸板绝缘性能提升改性方法,获得了氧化锌溅射对复合绝缘纸板的元素与官能团组成、化学键与结晶结构、表面与侧立面形貌以及表面亲水性的影响规律,揭示了氧化锌溅射对油纸绝缘水分吸附、电荷积聚、局部放电和击穿过程的作用机理,证明了基于氧化锌射频磁控溅射的油纸绝缘局部放电抑制方法的可行性。获得了介质体积电导率和空间电荷分布对直流击穿电压的影响规律,发现油纸绝缘直流击穿电压的提高需要兼顾内部空间电荷的消散速率和电荷注入势垒。