油纸绝缘以其优异的电气强度和机械性能成为电力变压器等高压电力设备的主要绝缘结构，较高的电场应力特别是直流电场应力可能诱发油纸绝缘内部出现电荷注入和积聚现象，引起电场畸变，严重影响电场分布及材料的绝缘性能。此外，设备制造和运行过程中，绝缘纸的浸渍条件、绝缘油和纸的老化状态以及多层结构等都不可避免会对油纸绝缘的空间电荷特性产生影响。因此，深入研究油纸绝缘在较高直流电场作用下的空间电荷特性及其影响因素具有重要意义，可为油纸类高压电力设备的绝缘设计、运行维护提供更充分的实验依据和理论支撑。本文搭建了油纸绝缘加速老化平台和适用于油纸绝缘的电声脉冲法空间电荷测量系统。通过加速热老化的方式获取了不同老化程度的变压器油和绝缘纸试品，并进行了相应的理化特性分析，以研究老化对试品化学成分、微观结构的影响。通过不同老化状态的油、纸试品组合，制备了浸渍条件不同、油老化状态不同、绝缘纸老化状态不同以及多层结构等几组试品，测量了这几组试品的时域和频域介电参数，研究表明，浸渍不充分、变压器油老化以及绝缘纸老化都会导致试品电导率和相对介电常数增大。研究了不同浸渍条件下油浸纸的空间电荷注入和消散特性。测量了真空浸渍和常压浸渍的绝缘纸试品加电压时电荷注入过程以及撤去电压后空间电荷衰减过程，计算了加电压时的电场分布，分析了常压浸渍时微小气泡对油浸纸材料电荷注入速度、电荷积聚量的影响以及外施场强对油浸纸空间电荷特性的影响。研究结果表明外加较高直流电压时电极与油纸绝缘界面处均发生同号电荷注入；真空浸渍时电荷注入慢，而常压浸渍时电荷注入快，积聚电荷多且负电荷积聚区域增大。撤去电压后，常压浸渍试品中空间电荷衰减快。认为试品中微小气泡可降低部分电极-介质界面处的势垒高度，使油浸纸中的浅陷阱增多，导致加电压时更多电荷足以克服界面势垒注入试品而撤去电压后空间电荷快速消散。测量了油老化状态不同和纸老化状态不同的两组试品电荷注入和消散过程，计算了各试品中电场分布及总电荷量，结合不同老化状态油、纸材料理化分析结果，对比研究了油老化和纸老化对油纸绝缘空间电荷注入和消散特性的影响。发现油和纸老化均会引起电荷注入量增加，电场畸变加重，最大电场强度增大；其中油老化加快了空间电荷的消散速度，而绝缘纸老化可减缓电荷消散速度。分析了油和纸老化对油纸绝缘空间电荷特性的影响机理，认为油老化降低了电极-介质接触势垒使更多电荷能够克服该势垒注入到材料内部；而纸老化使材料内出现更多物理、化学缺陷，增大了材料俘获电荷能力。测量了空间电荷在两层、三层油纸绝缘试品中的积聚及消散过程；对比单层试品，研究了层间界面对电荷注入与消散的影响。发现层间界面可以阻碍电荷在多层油纸介质中的输运，影响正、负空间电荷的注入深度和积聚区域，而且电荷注入和消散速度均比单层试品缓慢。加电压时电场强度在层间界面处出现最大值。计算了不同状态油纸试品中的陷阱分布，分析了浸渍条件、油老化、纸老化及层间界面对油浸纸材料中陷阱分布的影响。发现油纸绝缘中陷阱多为0.7~0.9eV的浅陷阱，常压浸渍时微小气泡在油浸纸中引入大量较浅陷阱，而油老化、纸老化和层间界面都会使较深陷阱的密度增大。