变压器在长期的运行过程中,油纸绝缘系统受到电热老化作用而导致电气性能和机械性能的下降。聚合物绝缘材料具有绝缘性能优越、耐高温、重量轻等特点,将其作为传统绝缘纸的替代材料应用于变压器中能大大提高变压器的可靠性和使用寿命。变压器绝缘介质的老化状态和内部空间电荷的积聚密切相关,空间电荷的积聚会导致内部电场畸变从而影响材料的绝缘性能。本文选择了聚碳酸酯(PC)、聚酯薄膜(PET)两种聚合物材料,分别在90℃、110℃和130℃三种温度下进行了为期300天的浸油热老化实验。在不同老化阶段取出试样采用脉冲电声法对其进行交流空间电荷测试,期间改进了传统的相位匹配方法,提高了空间电荷测试结果的准确性。试验结果表明,在外加交流极化电压下,材料的老化程度越深,下电极界面处电荷峰达到最大值所需的加压时间越少即电荷的积聚越快,并且电荷积聚的最大峰值越大;PET材料的电荷积聚速度大于PC。同一温度下,老化天数越长,空间电荷总量越大,电荷越容易向内注入;老化温度越高,电荷注入越快,电荷向试品内部迁移的位置越深;相同老化程度下,PET材料电荷向试品内部的注入比PC材料容易。随着去极化时间的增加,老化各阶段试品内部空间电荷总量均呈现出比较明显的下降趋势且下降趋缓;随着老化时间的增大,空间电荷的消散变得缓慢;老化时间越长,其最终体内电荷残留量越大;老化温度高的试品,电荷总体上的消散速度变慢,剩余电荷量变多。与直流电场下聚合物热老化的空间电荷特性比较,交流电场下电荷很难向内注入。空间电荷注入和消散特性表明,PC材料的耐老化性能优于PET材料,虽然从130℃老化后耐受电极挤压的机械性能看,PET材料较PC材料好,但变压器实际运行温度很少达到该温度,综合评价后,交流电场下PC材料的耐老化性能更佳。