受潮是导致油浸式电力变压器绝缘劣化的重要因素,严重影响设备的安全运行。采用无损测试手段,在不吊罩取样前提下准确获得油纸绝缘的受潮状态,从而制定合理的运维检修策略,对提高设备运行可靠性、延长其使用寿命具有重要的工程意义。基于绝缘频域介电响应特性的绝缘测试和诊断技术,已被证实在无损检测设备内绝缘分布式缺陷的应用中表现出较大的潜力,已有进口商用仪器面世并实现了现场变压器绝缘受潮程度的定量评估。该技术的评估准确性一方面依赖于设备厂商建立的不同受潮程度油纸绝缘的离线特征数据库,另一方面需要准确掌握待测设备的油道、撑条比例等绝缘结构参数。然而,进口设备厂商未公布离线特征数据库,加之数据库的普适性也会受到其与待测设备绝缘种类匹配程度的影响,且在运设备也难以获得准确的结构参数信息,这些问题制约了该技术在油浸式设备绝缘诊断领域的发展和推广应用。因此,进一步深入研究油纸绝缘的受潮程度与介电响应特征的关联关系,挖掘新的特征参量并克服现有的技术瓶颈,并研发出国产化的测试、诊断设备,对推动绝缘诊断和评估技术的发展和关键设备国产化具有重要意义。本文首先以不同受潮程度油纸绝缘样品为试验对象,探究了水分含量与介电响应非线性特性关系,并分别研究了绝缘结构、测试温度和材料来源对非线性特性的影响;然后基于介电响应非线性特性,提取了可量化评估受潮程度的特征量,验证了该特征量有效性,并提出了该特征参量的快速测量方法;最后搭建了可实现本文受潮状态评估的硬件系统并设计了配套软件。本文取得主要结论如下:（1）随绝缘水分含量的增加,激励幅值和响应基波幅值之间呈现出非线性特性,且激励幅值越高、频率越低,该非线性特性更为显著。本文通过实验发现了受潮绝缘中的非线性特性,提出采用标幺U-I曲线非线性系数α量化非线性程度,并研究了温度、绝缘结构和材料来源等因素对α的影响规律,结果表明α受材料来源和绝缘结构的影响极小,测试温度对α影响可采用Arrhenius方程进行等效换算。（2）提出了以0.01Hz非线性系数α为特征量评估油纸绝缘受潮程度的方法。本文研究了不同频率下水分含量对α的灵敏度变化规律,结果表明更低的测试频率下,水分含量的变化对非线性系数影响越大,因此,提出以0.01Hz非线性系数α作为水分量化评估参量,在绝缘纸板、变压器模型和实际变压器上的测试结果初步验证了该特征量有效性。（3）提出了一种加速测试低频介电响应非线性系数的方法。该方法基于系统辨识理论,以白噪声信号为激励获取特定频率下绝缘的响应特性,实现低频非线性系数快速测量,以0.01Hz非线性系数为例,相比扫幅法测量,缩短了11.7分钟测试时间,测量误差小于0.5%。（4）研制了一套集成化的绝缘受潮诊断测试系统。该系统可自定义激励电压波形等功能,可测试频率范围为DC～7.5k Hz,可输出电压范围为0～±2000V,可测量电流范围为±5p A～±50m A。评估软件具有测试时域波形自动处理和记录、特定频率下非线性系数α一键化测量和基于非线性系数α定量评估绝缘纸中水分含量等功能。