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以不燃或难燃为特征的、在国内外得到实际应用的干式变压器或六氟化硫气体绝缘变压器均难以满足当前城市电网对更高电压、更大容量的电力变压器的客观需求。因此，采用不燃无毒、安全环保的不燃型氟碳化合物（以下又称氟碳介质）作为绝缘和冷却介质，探索和掌握不燃型氟碳介质液浸变压器的一系列关键技术问题，具有一定的理论意义和实用价值。 本文针对氟碳介质在变压器运行时可能发生相变的特点，研究了其绝缘、冷却、冷启动、绝缘结构优化设计及可靠性评价方法等关键技术问题，论文主要涉及以下内容: 首先，为了掌握热致气液两相流的热流密度对氟碳介质绝缘特性的影响，采用具有自身发热功能的电极进行热致气液两相流的工频击穿电压测量实验。发现其击穿电压随热流密度呈“Z”字型的曲线规律变化;并发现其突变点与表面过热度的极值点高度吻合，找到了表征击穿电压发生突变的特征值和特征向量。通过高电压绝缘技术与热力学的耦合分析，解释了实验过程中所发现的物理现象的成因;还结合两相流中的气泡热力学建立了电场模型，基于气泡临界直径和气液两相流临界击穿电压的概念，从放电机理上解释了“汽锁效应”。 其次，基于氟碳介质热致气液两相流体的绝缘特性实验研究结果，提出了不燃型变压器绝缘设计所用的单相流和两相流状态下的氟碳介质许用电场强度的计算公式，还提出了适用于气液两相流状态下的绝缘裕度计算与可靠性评价的改进型全域扫描法，开发了不燃型壳式变压器绝缘评价专用软件，完成了不燃型壳式变压器绝缘结构和电磁方案的设计，对设计方案的主绝缘电场进行了绝缘裕度计算和可靠性评价。 然后，根据氟碳介质的绝缘限值和沸腾极限，提出了不燃型液浸变压器的液面工作压力的控制原则。为实现该控制原则，提出了基于波纹管原理的液面压力调节技术方案和设计方法，并进行了液面压力调节装置的模型试制和实验研究。 最后，提出了一种适用于不燃型液浸变压器的回路热管式接力冷却方案，推导了该回路热管系统蒸发点的工程算法，以及适用于有泵强迫循环和无泵自循环两种回路热管式冷却系统的设计算法，并通过实验验证上述算法在电力变压器上应用的有效性。该方案可有效提高冷却效率，节省介质用量，降低成本，提高运行可靠性。 通过上述对绝缘、冷却、冷启动、气液两相流绝缘设计方法与可靠性评价方法等方面的研究，为该类型电力变压器的样机研制及产业化应用与发展奠定了基础。