时域介质响应数学模型的合理构建及其参数辨识的准确性对评估油纸绝缘老化状态至关重要。针对原有模型未能真实反映极化过程,引入了微观动力学的线型因子,建立了非典型线型的介质响应函数;首次提出了二次时域微分解析法用于不同弛豫过程的分解,该方法不仅能准确判定极化支路数,而且所提取的谱线特征量,确保了介质响应参数辨识的唯一性。最后,应用该方法对1台220　k　V变压器的实测去极化电流曲线进行参数辨识。结果表明,通过改进介质响应数学模型,采用二次时域微分解析法获取的去极化电流曲线与测试曲线更为相符,重合度由传统方法的88.56%提升到97.58%,验证了该方法在油纸绝缘介质响应参数辨识中的适应性和准确性。