矿物油纸绝缘是电力变压器的主要绝缘形式,在设备运行条件下将逐渐老化,导致其绝缘及机械性能下降,严重影响设备的运行安全。由绝缘老化引起的故障占变压器事故的重要部分,延缓油纸绝缘老化对保障变压器安全可靠运行极为重要。尤其随着运行15-20年以上老旧变压器的数量的增加,科学有效延长其绝缘使用寿命,提升老旧变压器安全运行水平,是保障电网安全面临的重大需求。以提升绝缘油性能为出发点,研究能够延缓纤维素绝缘纸断链速率的新型绝缘油,代替现有矿物油换装于在役变压器中,是延长老旧变压器绝缘使用寿命行之有效的方案。虽然已有大量研究表明,植物油具有显著延缓纤维素断链速率的能力,但其粘度和介损高,关键参数不满足矿物油变压器的标准要求,无法直接灌装于在役的电力变压器中。本文以矿物绝缘油为基础油,以植物油为抗老化基元油,采取粘度及介损调节手段,研究一种矿物油-植物油混合抗老化变压器油（以下简称抗老化油）,目的是能够有效延长在役变压器的绝缘使用寿命。首先,优选出作为抗老化基元的植物油种类,研究其与矿物绝缘油混合后,粘度、酸值及介损等各项性能参数的调控方法,以确定抗老化油的配方;其次,试验研究抗老化油对纤维素绝缘纸热老化的延缓效果,分析其抗老化机理;然后,获得温度、水分及绝缘厚度等因素对抗老化油纸体系击穿特性的影响规律,对比分析其与矿物油纸体系的差异;最后,研究抗老化油纸体系的产气特性,分析其相较于矿物油纸体系的产气差异及原因,为抗老化油变压器的运维提供理论及数据支撑。论文取得的主要结果及创新如下:（1）研制出一种由矿物油和两种植物油组成的三元混合抗老化油,不但能延缓绝缘纸老化速率,而且性能参数满足IEC 60296（2012）变压器绝缘油标准,可直接应用于在运油浸式电力变压器,起到延长绝缘寿命的作用。以矿物绝缘油作为基础油,以分子前线轨道、极化强度的理论计算结果,结合纤维断链速率的试验结果,优选出大豆油作为绝缘油的抗老化基元,改性棕榈油作为粘度调节基元,提出了三元混合抗老化油的制备配方:76 v.%矿物油+19 v.%大豆油+5 v.%改性棕榈油+0.2 wt.%T511+0.2 wt.%L06。（2）试验证明了抗老化油延缓绝缘纸热老化的显著效果,并揭示了其降低纤维素断链速率的主要机制是对酸催化纤维素水解的抑制作用。130oC下的加速热老化结果表明,绝缘纸在抗老化油中的分子断链速率仅为其在矿物油中的52%;对于老化后的矿物油纸体系进行换油处理后,相比于更换新矿物油,更换抗老化油后的绝缘纸分子断链速率下降了65%。分子动力学研究表明,由于抗老化油与油纸体系中H3O+形成了大量氢键,增加了相互作用能,阻碍了纤维素共轭酸的形成,最终通过抑制酸对纤维素水解断链过程的催化作用降低纤维的断链速率。（3）研究了温度、水分及绝缘厚度等因素对油纸绝缘工频击穿特性的影响规律,结果表明:相较于矿物绝缘油,抗老化油纸体系的工频击穿强度受水分含量及绝缘厚度变化的影响更小,―抗老化油隙+油浸纸板‖结构比―矿物油隙+油浸纸板‖具有更高的工频击穿强度。抗老化油在水分含量10～50ppm内一直维持高于60k V的工频击穿电压,而矿物油在含水量约30ppm时,击穿电压已降低约19～39%;抗老化油纸击穿强度受厚度变化的影响较小,油纸绝缘厚度从0.108mm增加到0.432mm时,击穿场强下降8.15%,而矿物油纸下降15.7%;油隙（0.6～2.4mm）+油浸纸板（0.3mm）结构中,抗老化油纸比矿物油纸体系的击穿电压提升11%～15%。抗老化油中植物油成分对水分子的束缚作用及其较大的介电常数是上述规律的重要原因。（4）对比研究了油纸绝缘在老化、过热及放电故障下的产气特性,结果表明抗老化油纸绝缘在老化及过热情况下,油中溶解CO2、H2及C2H6含量显著大于矿物油纸体系,分子模拟及理论分析了该现象的形成原因,进一步提出了适用于混合油纸体系故障辨识的新特征气体组合参量及辨识方法。90oC下120天的老化结果表明,抗老化油产生的CO2量约为矿物油的1.5倍;120oC～750oC过热情况下,抗老化油中H2含量约为矿物油的3倍,C2H6含量大于矿物油中C2H6含量,尤其是120oC低温过热时达矿物油的10倍;脱羰反应、Diels-Alder反应及不饱和脂肪酸的过氧化反应分别是抗老化油生成更多CO2、H2及C2H6的重要原因。局部放电及击穿故障下两种油纸体系的产气特性差异不大。基于新特征气体组合（H2、C2H2、C2H4）构建了适用于抗老化油纸体系过热和放电故障的三角形故障辨识模型,可区分不同过热故障、局部放电、绝缘油或油浸纸放电故障。