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油浸式变压器在电力系统的运行中处于核心位置,油纸绝缘作为油浸式电力变压器的主绝缘组分,在工作过程中不断受到各种应力的作用而逐渐老化,导致其机械性能和绝缘性能下降。因此准确评估变压器的老化和受潮状态,诊断评估变压器的运行状况及使用寿命,在电力行业中具有重要实用价值。频域介电谱（Frequency Domain Spectroscopy,FDS）作为一种新兴的介电响应诊断法,其测量数据丰富,不易受到现场环境的干扰,测量频带窄且所需试验电压低,更有利于变压器的现场诊断,且根据频域介电谱所测得的油纸绝缘极化率,复介电常数以及介质损耗因素,能不同程度的反映出变压器油纸绝缘结构的老化及受潮程度。但在目前对油纸绝缘老化、受潮状态的评估诊断研究中,主要是通过FDS谱线来映射油纸绝缘老化、受潮状态并进行定性的评估,缺乏对FDS更深层次的的参数化分析,利用提取出的油纸绝缘频域特征参量,来对变压器油纸结构的绝缘状态进行量化评估。本文考虑了电导对油纸绝缘极化弛豫过程的影响,引入直流电导率与跳跃电导率,提出了改进的Davidson-Cole介电模型,利用改进Davidson-Cole介电模型参量来诊断评估油纸绝缘的受潮、老化状态。由于改进Davidson-Cole介电模型是结合了模型参量对复介电常数实、虚部的一组等式表达式,而FDS测得的复介电常数频域谱是由若干个频率-复介电常数点组成的不规则曲线,因此本文基于最小二乘法,将改进Davidson-Cole介电模型的参数提取转化为一非线性优化问题,利用混合蛙跳算法对改进Davidson-Cole介电模型进行参数辨识。辨识得到了Davidson-Cole介电模型特征参量:弛豫时间τ、圆弧不对称度β和直流电导率σdc,并利用粒子群优化算法与FDS曲线重构验证了本文辨识结果的准确性。研究了油纸绝缘状态表征量Mc、Ck、DP、Av对改进Davidson-Cole介电模型参数的影响规律,利用线性拟合法分析得到了Mc、Ck、DP、Av与改进Davidson-Cole介电模型参数τ、β、σdc间的定量关系式,结果表明:τ与Mc,β与DP间存在较优的指数关系;β与Ck、Av间存在较优的三角函数关系;σdc与Mc,τ与Ck、DP间存在较优的幂函数关系;而τ与Av间存在较好的线性关系。之后本文采用相同的FDS数据和辨识方法,提取了未改进的Davidson-Cole介电模型参数,发现只有弛豫时间τ与Mc、Ck、DP、Av间存在相应的函数关系,且函数种类与改进后一致,但未改进时的函数拟合优度均小于改进后的数值,证实了本文对Davidson-Cole介电模型改进的有效性。同时,本文引入了频温平移与平移因子概念,对实测的油纸绝缘FDS曲线进行了温度修正,排除了测试温度对油纸绝缘状态评估结果的干扰。最后在实验室内进行了实例验证,发现油纸试品状态表征量的计算值与实测值一致,说明了本文评估方法的可靠性,为量化研究变压器油纸绝缘状态和实际工程中变压器绝缘状态的诊断提供了一定的帮助。