电力变压器作为电力系统能量转换、传输的核心,其稳定性是关乎整个电力系统安全运行的关键。随着输电线路绝缘水平的不断提高,以及自动重合闸技术的逐渐完善,输电线路对雷击的耐受能力有了显著的提高。但与此同时,电力变压器内绝缘(即油纸绝缘)因多次侵入雷电冲击电压而发生劣化、甚至绝缘失效等问题也逐渐暴露出来。基于上述研究背景,并结合当前工程实际所面临的诸多问题,本文开展了多次雷电冲击电压作用下油纸绝缘累积效应的系统研究,并揭示了雷电冲击电压对油纸绝缘累积效应的影响规律,主要研究工作如下:(1)基于先锋变电站110 kV主变套管末屏实测雷电冲击电压数据,对变压器侵入感应雷电冲击电压和直击雷电冲击电压进行了识别。在此基础之上,通过对原始数据消噪、滤波处理得到变压器侵入雷电冲击电压波形特征,不同于IEC所推荐的1.2/50μs双指数波形,该波形具有明显的振荡、衰减特性。为了便于试验及对比研究两种波形对介质击穿特性的影响,本文采用能量等效方法研究了振荡衰减冲击电压波与IEC推荐的双指数波形的等效性问题。得到了变压器侵入非标准雷电冲击电压的波头、波尾时间概率分布特性,等效双指数波的波头时间为20±2.78μs,波尾时间为198±2.54μs。(2)研究了标准雷电冲击电压累积作用下油纸绝缘的介电特性以及表面形貌特征:在累积试验中发现雷电冲击电压作用后油纸绝缘表面生成了半透明胶状物质,且在电极覆盖区域试品表面的颜色发生了变化,介质绝缘性能下降;通过原子力显微镜,研究了多次雷电冲击电压对油纸绝缘微观表面形貌的影响规律,结果表明,随着雷电冲击电压作用次数的增加,油纸绝缘表面粗糙度显著上升;采用频域介电谱仪,分析了多次雷电冲击电压对油纸绝缘介电参数的影响规律,并发现随着雷电冲击电压作用次数的增加,油浸绝缘纸的相对介电常数实部、虚部以及介质损耗因数、体积电导率等电气参数均明显增大。(3)研究了雷电冲击电压幅值与介质击穿前雷电冲击电压累积作用次数之间的关系,并获得了油纸绝缘的V-N特性曲线;研究了所施加电压间隔时间对油纸绝缘累积击穿特性的影响规律,并发现雷电冲击电压间隔时间越短,油纸绝缘耐受累积作用的次数越少;采用电声脉冲法,研究了雷电冲击电压累积累积作用下油纸绝缘内部空间电荷的迁移、聚集、消散规律,结果表明在多次雷电冲击电压作用下油纸绝缘内部有大量正电荷注入,这些正电荷在介质内迁移并在油纸界面聚集,引起阴极附近电场的增强,从而影响介质的击穿过程。通过试验证明雷电冲击电压累积作用下油纸绝缘击穿现象是由电损伤引起的介质绝缘水平下降导致,空间电荷注入和累积是促进介质累积击穿的重要因素。(4)获得了标准双指数波与非标准双指数波作用下油纸绝缘的V-N特性,分析了具有不同波头、波尾时间的雷电冲击电压作用下油纸绝缘V-N特性的变化规律,并发现波头时间越短、或者波尾时间越长,油纸绝缘在击穿前的累积作用次数越少;研究了振荡衰减电压作用下油纸绝缘累积击穿特性,通过对比发现振荡衰减冲击电压与其等效双指数冲击电压虽然具有相近的击穿电压,但其累积击穿特性并不相同,振荡衰减冲击电压作用下油纸绝缘耐受累积效应的能力明显强于其等效双指数冲击电压。