聚合物绝缘材料由于优良的加工、介电、热性能，在绝缘领域应用广泛。但是生产过程中的残留电荷，高压电极注入或因为材料不纯引起的偏振或极化都会造成空间电荷在绝缘材料中的累积。空间电荷在聚合物老化过程中扮演重要角色，已经引起国内外研究者的广泛关注，其与聚合物中的陷阱或缺陷有非常密切的关系，空间电荷不但畸变电场分布，而且可以反映介质电导、电极发射、电荷的迁移、复合和陷阱密度的变化。因此通过对空间电荷的研究，可以从微观角度来分析绝缘材料老化和击穿的原因，促进聚合物绝缘材料老化和击穿理论的发展。论文主要针对建立适用于聚酰亚胺薄膜材料的空间电荷测量系统开展工作。首先研制了一套精度高、抗干扰能力强、自动化程度高的热刺激电流测试系统。利用此装置研究了热刺激电流测试方法，根据测得的热刺激电流谱图计算了材料陷阱中的空间电荷总量和活化能等陷阱微观参数。其次，在分析空间电荷分布测量仪的分辨率和灵敏度的基础上，研制了一套电声脉冲法空间电荷分布测量系统，利用此装置测量了试样在极化和短路不同情况下的空间电荷分布情况，分析了材料内部电荷分布特性，并对空间电荷密度进行了标定。本论文的研究工作为同时测量聚合物材料中的空间电荷总量和空间电荷分布情况开辟了途径，同时也是开展空间电荷研究的基础。