变压器是电网系统的关键设备,而局部放电是油纸绝缘劣化的主要原因。一旦因绝缘失效导致变压器事故,电网将大面积停电,产生巨大的经济损失。目前变压器局部放电在线监测已经成为智能电网的重要内容,因此研究油纸绝缘局部放电过程特性与阶段识别具有重要的工程意义与理论价值。本文针对变压器内部油纸绝缘的局部放电现象,建立局部放电研究平台,设计了气隙放电与沿面放电模型,采用加速热老化得到5个老化程度的油纸绝缘试品。进行两种典型缺陷下的油纸绝缘试品阶梯升压实验,追踪试品的局部放电过程;分析平均放电量、最大放电量、总放电量、总放电次数等参数的发展规律,综合实验数据演变规律与放电现象的差异性划分不同老化程度油纸绝缘缺陷试品的局部放电发展阶段;采用微观检测手段与有限元仿真方法,解释老化程度对局部放电发展过程的影响;提取放电相位分布图谱的29个统计特征参数,运用局部线性嵌入算法降维得到新的特征参量;将新特征参量输入概率神经网络,识别气隙放电与沿面放电的发展阶段,并与广义回归神经网络、反向传播神经网络的分类结果进行对比,评估该识别方法的准确性。研究结果表明:气隙放电与沿面放电过程可划分为放电初始阶段、放电发展阶段、放电稳定阶段及临近击穿阶段;分析放电特征参量的变化规律,发现老化程度对放电后期影响较大而放电初期影响较小,此现象是由绝缘纸板老化产生孔隙结构导致的;提出局部线性嵌入-概率神经网络模型识别不同老化程度油纸绝缘的局部放电发展阶段,比较发现此模型比传统广义回归神经网络模型和反向传播神经网络模型具有较快的识别速度与较高的识别准确率。本文对油纸绝缘两种典型缺陷放电过程特性与阶段识别的研究,可以为变压器油纸绝缘的无损状态评估提供一定的参考。