我國自然資源蘊藏和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的不均衡性，使超、特高壓輸變電技術(shù)成為電力輸送總趨勢。變壓器是超、特高壓輸變電系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其發(fā)展呈現(xiàn)出電壓高、容量大、體積小、質(zhì)量小等特點，這就對變壓器的內(nèi)絕緣水平提出更高要求。絕緣紙是變壓器中普遍應(yīng)用的絕緣介質(zhì)，其絕緣性能的優(yōu)劣總體上決定著設(shè)備的絕緣水平，并影響其運行可靠性和服役壽命。變壓器在運行過程中，內(nèi)部絕緣介質(zhì)在電場作用下容易產(chǎn)生空間電荷，它們的積聚、輸運、消散將使材料內(nèi)部電場分布畸變，導(dǎo)致絕緣外部電場削弱，絕緣內(nèi)部局部電場加強，引起材料老化過程加速，致使變壓器絕緣性能劣化。特別是直流電力設(shè)備在進行反極性操作時，因空間電荷引起絕緣材料的反極性效應(yīng)更容易造成絕緣的損傷而形成事故。因此，對絕緣介質(zhì)材料的空間電荷特性進行研究，有利于理解絕緣材料內(nèi)部空間電荷的輸運機理，更加深刻的認(rèn)識材料物理化學(xué)微觀結(jié)構(gòu)和電氣性能之間的關(guān)系，以便于改進絕緣材料的絕緣性能，并為開發(fā)和設(shè)計新型絕緣材料提供理論依據(jù)，這對提升變壓器的運行可靠性及延長其使用壽命具有實用價值和理論意義。
電聲脈沖法是目前常用的空間電荷密度分布測量方法。它將絕緣介質(zhì)置于恒定的直流電場中，電荷將會沿電場方向在介質(zhì)體內(nèi)定向進行注入、遷移和積聚，便于直觀的觀測試樣體內(nèi)空間電荷的演變情況。為理解空間電荷對絕緣介質(zhì)材料絕緣性能的影響機制，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作，研究對象多以電力電纜絕緣用聚乙烯為主，分別考察了空間電荷對電樹與水樹、絕緣老化與擊穿、空間電荷包、微觀形態(tài)與改性等現(xiàn)象的影響，從場強、電壓極性、溫度、結(jié)晶形態(tài)、起始閾值等角度，討論了空間電荷在絕緣材料內(nèi)的注入、積聚與消散特性，提出了多種納米添加劑材料改性方案，對理解空間電荷影響絕緣性能的作用機制提供了理論支撐。但目前針對變壓器絕緣紙空間電荷特性的深入研究較少，有學(xué)者對天然纖維絕緣紙的空間電荷特性進行了初步探索，研究了天然纖維絕緣紙中空間電荷的注入閾值和分布特性，而對以Nomex絕緣紙為代表的合成纖維絕緣紙的空間電荷特性研究還鮮見報道。
目前，合成纖維絕緣紙正被推廣應(yīng)用于各種新型變壓器的絕緣系統(tǒng)中。研究表明，其良好的熱穩(wěn)定性能和電氣性能，使其在＜200°Ｃ下變壓器運行環(huán)境中能確保介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角、機械強度受溫度影響較小，從而具有比傳統(tǒng)植物纖維絕緣紙更加優(yōu)良的絕緣強度和絕緣可靠性，以實現(xiàn)提高變壓器的絕緣水平。此外，其優(yōu)異的機械性能和抗潮性，可降低溫度和水分對材料絕緣性能的劣化，為延長變壓器使用壽命提供可能性。由于合成纖維絕緣紙具有比植物纖維絕緣紙更好的電氣、機械和化學(xué)性能，其應(yīng)用研究已引起了學(xué)者的關(guān)注。