目前电力设备的绝缘配合与安全评估通常以标准冲击电压作用下设备的绝缘水平为依据。然而在实际运行工况下,由于杆塔间的折反射、变压器绕组谐振、避雷器动作、电晕及土壤放电等因素的影响,电力设备实际承受的暂态过电压波形与标准冲击电压波形有显著差异,这种波形差异必然带来其作用下绝缘失效概率的巨大差别,使得科学、精准的统计绝缘配合与绝缘设计面临挑战。针对上述问题,本文试验研究了207种非标准波形冲击电压作用下气固界面的闪络概率特性,分析了非标准冲击电压波形参数对闪络概率特性的影响规律,揭示了非标准冲击电压作用下沿面放电过程差异性的机制,并基于大量试验数据与误差反向传播算法,结合图像质量评估理论,提出了以闪络概率特性为评估标准的波形等价方法。本文主要研究工作如下:（1）非标准冲击电压综合试验平台的搭建:基于站内实测过电压波形数据统计结果选定试验波形及其参数范围（双极性振荡衰减波:波头时间Tf,8-32μs;振荡频率f,4-20 k Hz;衰减常数α,0.2-0.8。双指数波:波头时间Tf,1.2-30μs;波尾时间Tt,50-1500μs）,结合控制电路与沿面放电试验与测量装置,搭建了非标准冲击电压综合试验平台,其中波形参数通过控制电路的元件参数（波头电阻Rf,1-475Ω;谐振电感L,40-1050μH;波尾电阻Rt,10-1500Ω）调节。（2）非标准冲击电压波形参数对气固界面闪络概率的影响规律及机制研究:依托试验平台,以多级法和控制变量法获得了32种双指数冲击电压和175种振荡衰减冲击电压作用下气固界面闪络概率特性,并结合电路模拟结果分析了两类波形作用下闪络概率差异性的原因。其中,双指数冲击电压波形参数对闪络概率特性的影响规律为:气固界面闪络概率随波头时间Tf的增大而递减,且随波尾时间Tt的增大亦呈递减趋势,但此递减趋势在波尾时间Tt＞250μs时趋于饱和。振荡衰减冲击电压波形参数对闪络概率特性的影响规律为:气固界面闪络概率随波头时间Tf的增大而先减小后增大,其拐点在波头时间Tf=26μs左右时出现;闪络概率随振荡频率f的增大呈先增大后减小的趋势,其拐点在振荡频率f=12 k Hz左右时出现;在试验波形参数范围内,闪络概率随衰减常数α的增大而逐渐减小。（3）基于闪络概率特性的非标准冲击电压波形等价方法研究:依据误差反向传播算法原理,以大量试验数据为训练样本,以波形参数为输入变量、概率参量为输出变量,设置网络内部参数,分别构建了双指数冲击电压和振荡衰减冲击电压作用下气固界面闪络概率特性的预测模型。以闪络概率特性为评估指标,以图像质量评估算法为指导思想,提取闪络概率分布特性的有效面积、方差和协方差作为特征信息,构建等价性评估函数,结合闪络概率特性预测模型,建立了双指数冲击电压和振荡衰减冲击电压的波形等价体系,试验验证发现,其最大总体相对误差仅为1.26%。通过对概率分布函数的反演变换,提出标准雷电冲击电压对应闪络概率特性的简易获取方法,并以非标准波形与标准雷电波对应概率参量间的数值映射,结合闪络概率特性预测模型,提出振荡衰减冲击电压与双指数冲击电压的标准化表征方法,试验验证结果表明,其最大总体相对误差不超过2%。