金属氧化物避雷器(MOA)是具有一定电气特性的“开关”,承受过电压时,“开关”闭合,泄放积聚在设备和线路上的电荷,降低电压幅值,避免过电压对电气设备绝缘的破坏,从而保障电气设备和电网系统的安全运行。由于长期承受工作电流和周围环境潮气入侵,避雷器会老化和受潮,严重时会引起避雷器的爆炸,这将严重危及被保护设备的安全。因此,研究评估MOA老化、受潮程度的方法对整个电网的运行安全性而言十分必要。避雷器具有优良的非线性特性,然而目前描述非线性特性的函数主要是单指数函数,其适用电流范围窄,评估并不准确;另一方面避雷器阀片作为电介质陶瓷,其介电特性的改变能够反映其受潮老化状态,而且频域介电响应法(FDS)由于其抗干扰能力强,携带信息丰富已经在测量电介质介电特性方面被大量应用,但目前基于FDS的避雷器状态研究还只停留在分析老化前后FDS曲线的定性变化,而没有定量分析,给避雷器状态的评价带来困难。针对上述研究方法的不足,本文以避雷器阀片和避雷器本体为研究对象,从电气特性和介电特性两个角度在离线状态下研究了受潮、老化状态与非线性伏安特性曲线、FDS曲线的关联性,主要开展了以下工作:(1)建立了基于扩展德拜模型的避雷器阀片等效模型,并引入遗传算法与Levenberg-Marquardt算法的融合方法(GA-LMA算法)对该等效模型进行求解,得出了基于扩展德拜模型的避雷器模型中所有电阻电容参数值;研究了伏安特性曲线的拟合函数,在4个电流数量级上有较大吻合度。(2)搭建了避雷器阀片加速老化平台,对不同老化程度,不同测量温度下的避雷器阀片进行了FDS测试和直流伏安特性测试,并探讨了老化程度和温度对避雷器频域谱、模型参数以及非线性特性的影响规律。(3)进行了避雷器阀片、避雷器本体的受潮实验,对不同受潮程度下避雷器样品进行了FDS测试和直流伏安特性测试,探讨了受潮程度对避雷器FDS曲线、模型参数以及非线性曲线特性的影响规律。(4)基于测量得到的FDS谱线和直流伏安特性曲线,通过GA-LMA算法以及直流伏安特性拟合函数进行参数辨识,分析了不同温度,不同受潮,不同老化程度对各参数的影响规律,并从电气特性和介电特性两个角度挖掘了表征避雷器阀片及避雷器受潮和老化状态的特征量。