目前被广泛用于变压器制造的矿物绝缘油虽然绝缘特性良好、价格低廉,但生物降解率低且不可再生,不符合我国“双碳”战略的要求。近年来,通过将矿物油和天然酯混合制备而成的混合绝缘油受到广泛关注。考虑到变压器在高环境温度和过载状态下会导致油温异常升高,同时服役中产生的水分会加速缩短介质绝缘寿命,构成击穿威胁。因此探究水分对混合绝缘油高温电气特性的影响具有实际意义和工程价值。本文采取电气试验探究与分子模拟解释相结合的研究体系。选取25#型矿物油和FR3型天然酯作为原油,制备一批不同质量比混合绝缘油;以矿物油为参照,开展不同高温条件和不同受潮程度下直流击穿试验和频域介电谱测量试验,探究温度和水分协同作用对绝缘油击穿特性和介电特性的影响;运用分子模拟技术,建立相同实验条件,探究混合绝缘油与水分的微观作用机制,分析混合绝缘油抑制高温和水分劣化的机理。通过击穿特性研究发现,在90℃～130℃范围内,混合绝缘油击穿电压与温度呈正相关,混合绝缘油击穿电压明显高于矿物油。对比混合绝缘油和矿物油在不同水分含量下击穿电压方差变化规律,发现混合油中天然酯成分水饱和溶解度受温度影响变化较大,说明混合油耐受水分影响能力更强。通过介电特性研究发现,混合油介质损耗因数tanδ随外加电场频率增加不断减小且在10-2Hz～1Hz的低频区变化明显。混合油tanδ与天然酯含量和温度均呈正相关,在100℃前后tanδ增速提升至10倍以上。分别拟合出温度与混合绝缘油tanδ、击穿电压的关系式,并发现击穿电压和tanδ存在二次函数相关性。运用分子模拟技术,搭建不同质量比混合油模型,分析氢键变化规律,获得混合油抑制水分劣化的作用机制。分析水分子均方位移和扩散系数变化规律,提出在90℃～130℃时升温对分子热运动影响程度强于对混合绝缘油亲水能力影响程度的论断。对不同含水量混合油模型进行分析,发现适量水分可以削弱温升对绝缘油热稳定性的影响,说明具有更高饱和含水量的天然酯成分可以使混合油在高温和受潮环境下获得更优绝缘性能。提取分析混合油中各原油成分的径向分布函数,发现天然酯在90℃和110℃时分别升温20℃后径向分布函数0.217nm处峰值下降比例是矿物油的0.67倍和0.60倍,表明混合绝缘油中天然酯成分热稳定性更强。本文通过宏观电气试验与微观机理仿真相结合,探究出水分对混合绝缘油高温电气特性的影响规律和内在机理,为新型混合绝缘油在高温环境下应用提供理论支持。