变压器套管是电力变压器重要组件之一,其中油浸纸电容式套管具有稳定、优异的电气性能以及防爆阻燃效能好、体积较小、重量轻等优点,使用场合最为广泛。油浸纸套管的绝缘主要采用多层纸绝缘,但目前大部分油纸绝缘模型主要为绝缘纸板,仅有很少部分的学者对多层绝缘纸进行深入的试验研究和检测分析。针对油浸纸(板)在局部放电作用下相关研究中存在的问题,本文主要对油纸层叠绝缘放电起始至击穿整个过程进行试验研究和详细分析。首先,建立了一个模拟变压器油浸纸电容套管的试验样品;对试验加压系统进行设计,主要包括:局部放电模拟平台以及局部放电检测与采集平台;设计加压电极结构。其次,确定以恒压法作为试验的加压方法;实时检测和统计绝缘纸在局部放电过程中的放电量和放电相位;并通过检测到的局部放电信号划分放电阶段;在每次放电阶段过后,对绝缘纸表面放电碳痕区域进行面积统计和分析。最后,利用数码显微镜和扫描电子显微镜观察绝缘纸在不同放电阶段的绝缘纸表面和内部纤维形貌;采用傅里叶变换红外光谱仪分析其不同放电阶段绝缘纸内部官能团结构变化;通过X射线能谱分析仪分析统计绝缘纸表面碳、氧元素含量的变化趋势。研究结果表明:在局部放电每一阶段过程中,表面碳痕的面积由高压电极向地电极逐层减少。且随着加压时间的延长,各层的放电碳痕面积呈增长趋势。在放电初期,纤维表面排列较为整洁有序,仅有少部分孔洞;在局部放电发展阶段至击穿后,绝缘纸碳化部分表面稀疏松散,大片纤维粘结在一起且部分纤维丝脱离纤维本体,有少量晶状固体附着在纤维表面。葡萄糖单体的糖苷键“C-O-C”和-OH含量随着绝缘纸靠近高压端而逐层递减,表明局部放电中高能电子的累积会直接造成糖苷键和氢键的断裂、减少,进而造成纤维大分子链损伤破坏,影响绝缘纸表面形貌。在局部放电损伤期间,高能电子将会侵蚀剥离纤维大分子中更多的氧元素,并且也将会逐渐在绝缘纸表面形成碳化趋势,造成各层碳元素含量随加压时间的延长而上升,氧元素含量随加压时间的延长而下降。这些结果为多层绝缘纸局部放电机理提供了参考和研究思路。