近年来,我国高速铁路迅速发展,国内高铁总运营里程占全球高铁总里程的一半以上,高铁系统中设备的可靠性与安全性是保障高速铁路迅速发展的重要基础。牵引变压器(含附属套管)作为高铁牵引供电系统的核心设备,承担着电能转换的任务,其绝缘状态的好坏直接影响了高铁牵引供电系统的安全稳定性,因此如何实现牵引变压器绝缘状态的有效、准确评估受到了业内的广泛关注。除对牵引变压器运行状态进行在线监测之外,牵引变压器绝缘状态的检验主要是利用“天窗”时间进行定期的离线检修与预防性绝缘试验,依据测试结果(绝缘电阻、工频介损等)只能对变压器的绝缘状态进行大体上的评判,包含信息较少且对绝缘状态变化敏感性不强,当测试结果发生明显变化时绝缘性能已严重降低。频域介电谱法由于具有测试电压低且无损、携带绝缘信息丰富、抗干扰能力强等优点,国内外相关学者一致认为该方法具有很高的研究与应用价值。实际工程中,基于频域介电谱法对牵引变压器进行测试与绝缘状态评估时存在如下问题:1)“天窗”时间有限,牵引变压器绝缘温度无法与环境温度平衡,测试过程中牵引变压器绝缘温度时变;2)由于牵引负荷具有冲击性,牵引变压器绝缘不均匀老化问题突出,不均匀老化对绝缘频域介电谱的具体影响因素及特征尚不清楚。为了提高牵引变压器绝缘状态评估的有效性与准确性,本文针对牵引变压器绝缘频域介电谱测试及状态评估开展了如下工作:1)通过研究油隙载流子运动方程与分布模型,分析了变压器油隙介电响应过程中载流子分布特征,得到了以电导率、离子迁移率等为参量的绝缘电介质(油隙、油浸纸)的介电参数方程,并进行了试验验证;2)研究了时变温度下油隙介电谱特征,提出并验证了一种时变温度下油隙介电谱的校正方法,推导了油隙介电参数与复电导率之间的关系式,通过归纳、验证温度对油隙电导率频域谱的作用规律,提出并验证了一种油隙介电谱归算至参考温度的方法;3)研究了绝缘纸不均匀热老化对频域介电谱的影响,得到了不均匀热老化影响变压器绝缘介电谱的主要因素,分析了不均匀热老化对牵引变压器绝缘水分含量评估的影响;4)通过试验模型制作、测试与结果分析,研究了参考温度下油浸式套管水分含量评估,进一步考虑温度对测试结果的影响,提出并验证了一种油浸式套管受潮状态评估方法。