我国特高压直流输电技术和工程发展迅猛,其核心设备换流变压器的投入和安全运行是直流输电工程的重要保证。正常运行中换流变压器阀侧绕组的油纸绝缘结构需承受复合电压作用,是目前电压耐受能力最强、结构最为复杂、均匀场强密度最高的绝缘结构。因此,本文提出“基于时域介电特性的油纸绝缘状态评估研究”的课题。本文以介电响应理论为基础,通过油纸绝缘结构Debye模型和电场仿真研究,揭示Debye模型电气特征量对极化/去极化电流曲线的影响规律,以及不同绝缘介质的场图分布规律；构建电老化试验平台,开展一系列不同复合电压下的老化试验和绝缘纸形貌研究,获得油纸绝缘极化/去极化电流曲线和聚合度的相关性,进而找出基于时域介电特性的换流变压器油纸绝缘状态评估方法。通过大量试验数据分析获得以下规律：Debye模型支路电阻越大、电容越小,极化/去极化电流曲线越低,油纸绝缘结构的绝缘特性越好；随着老化时间的增长,极化/去极化电流曲线整体向上移动；纤维素的微观形貌是绝缘纸聚合度的宏观表现,随着交流电压百分数的增加,上层油纸表面的炭化环痕迹不断减弱,油纸两面的炭化黑斑逐渐加深,对油纸聚合度的影响从靠近高压侧的上层油纸向中间层油纸不断加剧,且在交流电压百分数为75%时严重劣化上层油纸；油纸绝缘的极化/去极化电荷差与聚合度能用f(qCDM)＝a×e b·qCDM函数进行拟合,可通过极化/去极化电荷差无损方法评估油纸绝缘老化状态。老化试验结果与建模仿真规律具有一致性,确定的油纸绝缘极化/去极化电荷差与聚合度的关联性,可为时域介电特性在换流变压器油纸绝缘的无损状态评估提供理论依据和实践参考。