目前国内车载牵引变压器关键部位的绝缘材料为Nomex绝缘纸,其所处的工况较为恶劣,且在变压器运行过程中很有可能会受潮。而温度和水分是引起油纸绝缘老化的主要因素,当油纸绝缘水分含量和变压器运行温度过高时,会大大加速绝缘材料老化、缩短变压器使用寿命并容易引起电气事故。为了更好研究受潮后车载牵引变压器内绝缘的热老化特性,本文基于车载牵引变压器的运行工况,以Nomex绝缘纸和常规绝缘油为对象,设计了不同初始水分含量的Nomex油纸绝缘试样在180℃下多周期的热老化实验,测试Nomex绝缘纸和绝缘油的老化参数,研究了不同水分含量的Nomex油纸绝缘油中水分含量、绝缘纸抗拉强度、微观形貌、FDS参数随老化时间的变化规律。最后利用修正Cole-Cole模型对不同水分含量和不同老化状态下的Nomex油纸绝缘频域介电谱进行了拟合,提取了可以表征水分含量和绝缘纸老化程度的特征参量。绝缘油随着老化的进行颜色慢慢变黄,同时油中水分也基本呈现上升的趋势,Nomex绝缘纸的抗拉强度也随着老化时间的增加也逐渐下降。特别的,当油纸绝缘初始水分含量增加时,在前三个老化周期其抗拉强度下降速度明显增加,同时Nomex绝缘纸表面颜色也随着老化的进行而变化,且油纸绝缘初始水分含量越高其颜色变化越明显。Nomex绝缘纸微观形貌观察结果如下:随着油纸绝缘初始水分含量的增加,在同一个老化周期内短切纤维的排列无序、变细、弯曲甚至断裂的程度以及浆粕分布的松散、甚至出现明显缺陷的程度随之增加。随着水分含量的增加,Nomex绝缘油纸的FDS曲线也呈现上升的趋势,增幅较大区域主要是低频段。最后,分析利用修正Cole-Cole模型拟合得到的参量可知,χsa、ζ参量对Nomex油纸绝缘水分具有较高的灵敏性,χsa、σdc参量对Nomex绝缘纸的老化状态比较敏感。当有水分存在的情况下,Nomex绝缘纸的热老化主要以水解的方式进行,Nomex油纸绝缘中水分含量的增加会增加其老化的速度,且水分子以及老化产物都会影响Nomex油纸绝缘的极化过程。最后分析修正Cole-Cole模型拟合得到的各参量分别与水分含量和老化程度的关系,可为利用无损检测技术对车载牵引变压器内绝缘状态评估提供参考。