换流变压器可靠的绝缘设计对保障直流输电系统的安全运行具有重要意义。阀侧出线装置处于换流变本体与套管之间,在运行时除承受交流电压、操作过电压和雷电冲击外,还承受直流、交流叠加直流、极性反转电压的作用。目前对油纸绝缘结构空间电场研究仅仅局限于简单、等效平板电极模型,且不同尺寸下电场特性尚不明确,缺乏对大尺寸复杂结构下电场特性研究。本文研制出了面阵列光电检测器,光电转换系数为0.442A/W,空间分辨率为1.4mm2,测量准确率高达98%。利用该面阵列光电检测器对±800kV阀侧出线模型内部电场进行了实测,并与仿真结果进行对比,获得了不同油道内电场和电荷的分布特性。交流电压下,电场按介质的介电常数分布,电场主要分布在变压器油中,不同油道中电场随时间基本保持不变,内、中、外油道中的电场值分别为1.710kV/mm、1.620kV/mm、1.495kV/mm,实测值与仿真值误差最大为3.18%。直流电压下,电场按照介质的电阻率分布,电场主要分布在纸板中。随着时间增加,内油道油中电场逐渐增强一段时间后进入稳态,中油道和外侧油道油中电场先逐渐减小,最后也趋于稳定,内侧油道电场值是外侧油道中电场的2.86倍,对同一油道不同空间位置,越靠近高压电极,油中电场越大。负极性电压下油中空间电场过渡过程与正极性下相似,但负极性下三个油道稳态电场均高于正极性电压。极性反转电压下,不同油道中电场过零点时刻与外施电压过零点时刻不一致,即内侧油道油中电场晚于外施电压过零点,中间油道油中电场几乎与外施电压同时过零点,而外侧油道油中电场早于外施电压过零点。不同极性反转时间实验说明:极性反转时间越短,极性反转后油中电场越高。冲击电压下,油中电场随着电压幅值增加而增加,油中电场随着波前时间的增加缓慢减小,同一油道内空间位置离高压电极越近,油中电场越大,最大偏差1.92%。