变压器绕组轴向预紧力是必须设定的,它的存在及变化对变压器运行状态有着重要影响。目前,涉及预紧力对变压器影响的研究,大都集中在预紧力与变压器绕组固有频率的关系上,关于预紧力作用下变压器油纸绝缘老化特征的研究很少。本文对不同预紧力作用下变压器油纸绝缘老化特性的变化展开研究。依据晶体学和自由体积理论,并考虑绝缘纸生产工艺和结构特点,本文建立了绝缘纸力学结构模型。从预紧力作用绝缘纸晶体结构的变化、绝缘纸和绝缘油复合体系的变化、油纸绝缘老化主要影响因素水分和小分子酸状态的变化等方面进行分析研究。应用Materials Studio软件的Force模块,在PCFF力场、NPT系综下,对不同预紧力作用下的纤维素、油分子、水分子、小分子酸进行分子动力学仿真。通过油纸绝缘的均方位移等仿真结果说明,预紧力的增加使油纸绝缘热老化有变缓趋势。为了验证仿真结果,按照变压器绕组压紧工作状态,设计一个饼间绝缘垫块径向单元试验模型,搭建试验平台,于130℃环境温度下,进行60天油纸绝缘加速热老化试验。设计了3种预紧力作用,每隔15天提取试样,对试样进行扫描电镜、聚合度和频域介电谱测试。结果表明随着预紧力增加,试样纤维素结构有变窄趋势、聚合度降低幅度有减弱趋势、频域介电谱向高频处平移的现象。得出随着预紧力增加油纸绝缘热老化中前期变慢趋势明显的结论,与仿真结果一致。