矿用干式变压器作为煤矿井下供电系统的动力中心，其工作可靠性直接关系到整个井下的供电安全。随着国民经济对煤炭需求量的增加和煤炭生产技术的进步，矿用干式变压器容量、电压等级和供电距离不断增大，其故障发生率也大幅上升。在矿井干式变压器故障中，因绝缘薄弱处的老化和失效造成的绝缘故障占很大比重。本项目重点针对电-热-水分多应力下矿用干式变压器Nomex绝缘纸的老化和故障机理进行研究，搭建了多因子联合老化实验平台，获得了Nomex绝缘纸微观形貌、聚合度、热稳定性、空间电荷分布、介电特性以及放电特性的演化规律，利用多个特征量表征Nomex绝缘纸老化程度；研究了老化因子（水分、温度、电压）对Nomex老化的影响规律，据此建立了聚合度-绝缘寿命的数学模型，可用于Nomex绝缘纸多因子老化寿命评估。对比分析不同初始水分含量下Nomex绝缘纸频域介电特性的变化趋势，发现提升水分含量能够显著提高Nomex绝缘纸的水解速率，绝缘纸的复介电常数实部与介质损耗因数均出现下降现象。分析了电压、温度和水分对绝缘纸聚合度的影响，发现水分、电压和温度均会加速Nomex绝缘纸的老化，在水分的作用下，温度对Nomex绝缘纸老化更敏感。通过热分析试验探究了不同老化程度绝缘纸动力学参数的变化规律，发现在整个老化过程中，随着聚合度的减小，热焓值与聚合度成指数关系，故可考虑将热焓值作为评判变压器Nomex绝缘纸老化的参量。对不同老化程度下的典型放电进行研究，获得了老化周期、老化因子及环境对局部放电特征参量的影响规律，发现放电参量与老化状态密切相关，为Nomex绝缘纸老化评估提供了实验数据。对不同老化周期Nomex绝缘纸试样进行空间电荷测试，并提取老化特征量，发现陷阱能级密度和深度变化可以用作判断Nomex绝缘老化程度的依据。本项目研究成果为矿用隔爆型干式变压器绝缘状态评估、寿命评估和故障诊断等建立了理论和实验基础。 2100433B