电力变压器通常采用油浸绝缘纸板结构,纸板在局部放电发展过程中产生碳化痕迹,而碳化痕迹的产生使得绝缘纸板的有效绝缘距离减小,从而与绝缘缺陷发展的严重程度密切相关。本文通过人为的限制放电通道的方法得到绝缘纸板上单个通道的碳化痕迹,来研究单个局部放电脉冲能量对绝缘纸板中碳化痕迹的发展的影响。为模拟变压器内部极不均匀电场,本文在实验室构建了包括针-板电极模型的油纸绝缘局部放电试验平台,并在此基础上设计了分布式电位测量系统来测量局部放电发展过程中的脉冲信号引起的检测点电压分布情况。多次针对该分布式电位测量系统的探索性试验表明：该分布式电位测量系统的具有良好的灵敏性和可靠性。并且,根据各检测点的电压分布变化,确定了空间电荷的位置和大小,同时确定了基于三电容法和分布式电位测量系统的局部放电能量的计算方法。此外,采用阶梯升压法对针-板电极模型下的局部放电进行试验研究。采集宽带脉冲电流信号和各检测点处的电压信号,对比分析并计算局部放电脉冲能量与碳化痕迹有效长度的关系。数据处理结果显示,绝缘纸板中碳化痕迹的有效长度与局部放电量、局部放电总能量和检测电容Cs上脉冲能量的关系呈分段线性关系。且三种关系曲线具有趋势上的一致性。此外,通过分层解剖试验后的绝缘纸板,在放大镜下观测碳化痕迹的形貌及有效长度。结果表明：针尖处的碳化痕迹呈团状,远离针尖处的碳化痕迹呈树枝状,且整个碳化痕迹的形状是空间上顺着电场方向发展的。并且,碳化痕迹发展过程中会出现一些碳化痕迹节点,相邻两节点间由细丝状碳化痕迹连接。