建设友好型绿色电网的今天,天然酯绝缘油代替传统矿物绝缘油,已成为优秀的环保液体绝缘电介质。因其具有绿色环保、可再生、较高燃点、可天然降解等诸多优势,已被广泛使用在海上风电变压器、矿山以及安防标准较高的场所。因此,探究天然酯绝缘油在低温环境下微水含量对其电气特性的影响规律,对新型绿色变压器极限容量和运行可靠性具有重要意义。本文选取FR3型绝缘油作为研究对象,首先设计和搭建智能电气绝缘试验系统,制备一批不同微水含量的合格天然酯油油样;重点开展了不同低温条件下天然酯油的电气性能实验和数据分析,分别获得不同温度下微水含量对油样电导率和击穿特性的影响规律:微水含量高的油样的电导率随温度降低呈现出单峰值变化特性,反之呈现出降-升-降的周期性变化;同时不同微水含量油样的交直流击穿电压随温度降低均呈现出先降后升的趋势,并在特定范围获得其极小值;但随着微水含量的逐渐增大,交直流击穿特性呈现相互接近趋势。运用电介质击穿机理解析表明:较低温度范围液体运动黏度决定着天然酯油的电导率,而微水存在形态和液体运动黏度是影响天然酯油电导率和击穿特性改变的两大直接因素。本文在低温环境下开展了不同微水含量油样的相对介电常数和介质损耗因数实验,得到了不同微水含量油样的介电温谱变化曲线,并依据天然酯油的分子结构特征,深度剖析了不同微水含量下低温因素对油样宏观介电特性的影响规律,即随着温度降低,不同微水含量的油样介质损耗因数呈现单峰值特性;微水含量与相对介电常数变化成正相关,相对介电常数随温度降低缓慢递增。本文通过频域介电谱实验,分别得到不同微水含量油样及油浸纸在10^-2Hz¹0³Hz频率范围的介电频谱曲线,利用介质响应理论明晰了频率因素对相对介电常数及介质损耗因数变化的影响规律,遴选出能够表征油样及油浸纸中微水含量变化的各自特征频段,即油样介质损耗因数曲线在全频范围均呈现出先增后减趋势,油浸纸介质损耗因数曲线随频率增大呈现出减小趋势;油样及油浸纸的相对介电常数在整个测量频率范围都呈现出逐渐减小趋势。本文关于天然酯绝缘油在低温环境下微水含量对其电气特性的影响规律的研究成果,可以为新一代绿色变压器容量设计提供一定技术参考,为天然酯绝缘油服役状态诊断提供评估方法。