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油纸绝缘设备在电力系统中承担着能量转换、电能计量以及绝缘保护等基本功能,其运行状态对电网的整体安全至关重要。受潮会造成油纸绝缘性能下降,是引发设备故障的主要原因之一。目前,基于电介质弛豫理论的频域介电谱（FDS）方法因具有非侵入式测量、抗干扰能力强及测量频段宽泛等优点而被广泛用于油纸绝缘受潮状态的判定。但该方法存在特征量单一、评估结果可靠性差的问题,且目前对油纸设备绝缘状态的研究大多仅侧重于分析绝缘介质介电特性这一自身内部问题,而忽视了运行电压工况这一重要的外界因素对绝缘的影响。因此,研究一种油纸绝缘受潮状态的定量分析方法,并协同考虑油纸绝缘设备在复杂电压因素下的损耗特性及其热效应问题将具有重要的学术意义和工程价值。本文以油纸电容式套管为典型研究对象,以频域介电响应为理论基础,对与频域介电谱的低频及高频分别对应的两方面问题开展了研究:基于低频介电信息,本文采用扩展德拜模型,通过辨识模型参数深入分析参数变化规律同水分含量的关联机制,并通过时频域转换研究进而提出了时频域混合特征参量集用于多参量融合的绝缘受潮状态分析;基于高频介电特性,本文将受潮对油纸绝缘的影响进一步引申为电压因素作用下的损耗特性及其热效应问题,并对复杂电压下的介质损耗计算方法及考虑油纸绝缘非线性介电特征的热电耦合特性进行了研究。论文的研究内容及取得的创新型成果主要有:（1）采用扩展德拜模型对油纸绝缘频域介电响应进行了建模,提出了考虑FDS低频加权及绝缘电阻约束的改进优化模型,并采用了一种遗传算法与Levenberg-Marquardt算法的融合方法进行模型参数辨识。本文验证结果显示,本模型对28组复电容C*-f谱图的拟合优度均达到0.920.99,证实了扩展德拜模型在宽频范围内(10-4Hz103Hz)对FDS的理论适用性,解决了该模型目前仅能匹配时域介电谱,而对FDS重构效果较差的难题,为使用扩展德拜模型解读FDS携带的绝缘状态信息提供了重要基础。（2）提出了模型极化支路介电子谱分析方法,通过子谱峰值特征分析确定主导支路变化模式同原始FDS谱图及样本受潮状态的关联机制,进而选取了绝缘电阻R0、极化支路中按大小递减排列的最大时间常数?（16）、以及?（16）、?（17）支路对应的极化电阻R1、R2这4个油纸绝缘受潮频域介电特征参量,并分别建立了各特征量同水分含量的关系式。（3）通过扩展德拜模型实现了时频域介电响应的相互转换,并提出了用于油纸绝缘受潮状态分析的时频域混合介电特征参量集。基于辨识后的扩展德拜模型计算得出了极化去极化电流和回复电压谱图,并分别从中提取出吸收比K、极化指数P.I.、去极化电流衰减时间t‰1、20s充电时间下的回复电压峰值时间tp这4个时域介电特征量,并融合频域介电特征量组成时频域混合特征参量集用于油纸绝缘受潮状态的综合评估分析。（4）在油纸绝缘介电特性的基础上,进一步计及作用电压因素,针对非正弦的周期性电压类型,以换流阀产生的谐波电压为背景,提出了介质损耗增强系数指标用于表征谐波对介质热效应的影响;针对非平稳暂态电压类型,提出了一种基于四阶龙格库塔（Runge-Kutta Method）算法求解扩展德拜模型输入输出方程求取介质损耗的方法。（5）最后建立了套管的全尺寸电-热耦合仿真模型,并全面计及周期性复杂电压及负荷电流的谐波频谱特性、油纸绝缘介电特性随水分含量、温度及频率的非线性关系、油浸纸及绝缘油的热物性参数随温度的非线性关系三方面的特性问题,通过联合应用有限元分析及数值分析软件获得了套管的损耗及温度场分布,并分析得出了作用电压、负荷电流、环境温度及油浸纸受潮状态等关键因素对损耗及温度场分布的影响规律。