高密度电工纸板作为电力/换流变压器等大型电力设备的主要绝缘材料，其性能直接影响电力设备甚至电网系统的安全稳定运行。在电力设备的运行过程中，高密度电工纸板会承受多场耦合应力的长时间作用，如温度场、直流电场、交流电场、交直流复合电场及冲击电场等。因此，高密度电工纸板的关键介电特性及其随温度、水分等外界条件的变化规律将直接或间接影响到相关设备的运行可靠性、安全性和使用寿命。

介电特性评价指标

变压器油纸绝缘结构的运行工况十分复杂且恶劣，油纸绝缘系统作为大型换流变压器内部及其高压出线油浸套管的主要绝缘形式，在运行过程中主要承受交直流复合电场及极性反转电场，造成其与普通的电压变换电力变压器绝缘结构设计和绝缘水平要求有很大的不同。在静态直流电场中，电场强度依据绝缘介质的绝缘电阻呈正比分布；在动态交流电场中，电场强度依据绝缘介质的相对介电常数配比呈反比分布。换流变压器等大型设备在长期运行过程中，其内部运行环境（温度和湿度等）的变化会对绝缘纸板的介电特性造成影响，甚至降低整体绝缘性能。因此，本文选择相对介电常数、体积/表面电阻率作为纸板的介电特性测试指标，纸板温度和含水量作为影响因素，各项指标对绝缘纸板性能的具体表征如下：

（1）相对介电常数。

纸板的相对介电常数可用来表征电介质的极化强弱，与电介质分子的极性强弱有关，其数值的大小与绝缘结构的电场分布、电荷积聚等特性密切相关，且其还受到温度、水分等外界因素的影响。

（2）纸板表面电阻率、体积电阻率。

电介质的表面/体积电阻率是表征介质导电性能的宏观参数，介质内部载流子浓度和载流子迁移率决定了纤维素高分子聚合绝缘纸板的电阻率特性。在纸板的加工过程中，难免会掺杂微量杂质形成载流子，除此之外，少量未参与化合过程的单体以及各种添加剂中，同样存在少量载流子。迁移率指的是载流子在介质聚合物内部的定向运动，其运动能量的高低与体积、温度、湿度等有很大关系。例如，电力设备运行温度升高时，微观上表现为分子热运动加强，载流子与其他分子碰撞程度增强，弛豫时间缩短，在宏观上就表现为绝缘介质电阻率数值下降。因此电阻率数值及其随温度、水分等条件的变化可以灵敏地反映绝缘介质的电导能力，是衡量纸板介电特性的重要指标。

测试平台

对于高密度电工纸板介电特性测试中的待测试样的选取、测量方案的制定、测量平台的搭建，严格遵循GB/T 1409—1988《固体绝缘材料在工频、音频、高频下相对介电常数和介质损耗因数的测试方法》、GB/T 1410—2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》、IEC 60243—1《2013Electrical strength of insulating materials test methods Part 1: Tests at power frequencies》等标准规定，确保了试验的一致性和数据的准确性。

（1）表面/体积电阻率测试平台

电工纸板的表面/体积电阻率测试原理和测试平台示意图如图 所示，电阻率测量三电极系统主要由直流电源、试验腔体和数据采集设备构成，三电极系统为黄铜电极。

（2）相对介电常数测试平台

采用北京航天伟创的LDJD-B介电常数测试仪，相对介电常数测量范围1~1000。