聚乙烯具有优异的电、机械性能而广泛用作电力电缆的绝缘材料。但是在交联聚乙烯电缆用于超高压等级时，由于聚合物绝缘在直流场强下存在空间电荷效应，严重畸变电场的分布，局部电场可以超过平均电场强度的6-12倍，甚至可以引起绝缘的击穿。 为了研究空间电荷的形成和抑制的机理，建立空间电荷分布测试设备是必要的。本论文的主要任务是在综述聚合物中空间电荷形成机理和电声脉冲法测量空间电荷分布原理的基础上，对原有电声脉冲法测量装置进行改造，获得脉冲电压的参数为:幅值0-1000V，脉冲宽度为20-100纳秒，重复频率在6-70Hz之间连续可调，脉冲波形基本上无畸变，满足电声脉冲法测量的要求。 最后本论文提出了在低密度聚乙烯LDPE中添加无机纳米粒子SiO2，以改善聚乙烯绝缘材料在直流场下的空间电荷效应。SiO2/LDPE聚合物纳米合材料由改进后的溶液混合法制得。采用这种方法，SiO2纳米颗粒可以均匀得分散在LDPE中。使用电声脉冲法来测定纯净的LDPE和含有不同含量SiO2的LDPE试样中得空间电荷的分布。在低压直流场(不高于40kv/mm)中SiO2/LDPE纳米复合材料电极附近的异极性空间电荷明显少于纯净LDPE中的异极性空间电荷，SiO2/LDPE试样中心的空间电荷比纯净LDPE中的分布均衡的多。因此，直流电压下电应力集中在SiO2/LDPE中得到改良。在50kV/mm电压下一个小时后，含有SiO2和不含有SiO2样品发生短路，测量样品中的空间电荷分布。试验表明LDPE样品中残余空间电荷的衰减速度随着SiO2的增加而增加。