20世纪初,大量化石燃料的燃烧带来了严峻的环境问题。21世纪以来,人类又面临着以石油、煤炭为主的传统一次能源逐渐枯竭的现状。如今,为了解决日益突出的环境恶化、能源枯竭等问题,各行各业都向着绿色、高效的方向迈进。在电力行业,天然酯绝缘油的研究与应用为大型电力变压器的绿色发展提供了新的思路。传统矿物绝缘油在制备及降解过程中会对环境造成很大污染,且其氧化安定性较低,一旦发生爆炸,严重危及人身及设备安全;相对于矿物油,天然酯绝缘油具有较高的氧化稳定性,且降解率高达98%,来源广泛,成本较低。为了研究天然酯绝缘系统老化规律,本文选取适当的老化特征量及诊断方法,对其进行试验分析。本文以对传统矿物绝缘油-纸系统老化特征及其老化判据进行研究分析为基础,对天然酯绝缘系统老化特征量展开研究。传统矿物油纸系统采用的化学测试方法,难以在现场开展,且受各类因素制约。现场试验采用较多介电响应方法均为电气测量,无需复杂而昂贵的化学仪器及试剂,也无需采集绝缘样本,测试方法简单,试验过程不会对变压器绝缘造成损害。而相对于绝缘电阻和工频介损/电容量等传统电气测量方法,介电响应方法信息含量更加丰富,能够更为准确的反映出传统方法难以反映的绝缘缺陷和绝缘劣化,进而更加可靠的评估变压器寿命。本文在对比三种常用的介电响应测试方法后,选取现场操作方便,受环境噪音影响小的频域介电谱法作为本文使用的试验方法。选取部分理化及电气老化参数进行研究分析,如:油中酸值、含水量、聚合度以及介质损耗因数及材料的工频击穿电压等,并对各参数在天然酯绝缘系统中的适用性进行了评价。最后,本文利用DIRANA介电响应分析仪,搭建试验平台,通过在不同含水量、不同温度以及不同老化程度的条件下的试验,得到以下结论:(1)水分的增大可以使相对复介电常数增大,且具有一定的规律;(2)温度的上升使得油纸绝缘界面极化的特征频率向右移动,这表明其响应速度更快,从而提高了油和纸间的界面极化速度;(3)在同一温度下,随着老化程度的加深,介损曲线在低频段出现新的峰值,加强了油纸绝缘的极化程度。证明本文选取的老化特征量能反映出一定的老化规律。