主绝缘作为汽轮发电机定子绕组绝缘系统的主要组成部分,其性能直接关系到机组的运行可靠性、寿命和技术经济指标。在发电机服役期间,主绝缘因受到电、热、机械和环境因素等多因子应力协同作用而逐渐劣化,继而引发电机故障,严重威胁电网安全。目前,开展大型发电机主绝缘状态评估主要依靠在线监测与传统离线试验,但均因实际运用中存在的问题而很难实现全面准确的评估。近年来,介电响应理论的发展,为研究新型绝缘状态评估体系提供了新思路,对利用电介质响应法实现发电机主绝缘状态的准确评估具有重要指导意义。本文基于频域介电谱法(FDS)围绕发电机主绝缘多因子老化特性开展了研究工作。详细介绍了电介质的微观极化机制作,根据电介质极化理论阐释了电介质频域响应理论和频域介电谱法的基本原理,进一步分析了单一弛豫和双弛豫Debye模型。结果表明：环氧—云母复合绝缘材料的介电响应现象是由多个弛豫贡献总和引起的,提出采用扩展Debye模型拟合实测介电谱来研究材料的介电弛豫特性。搭建了定子线棒绝缘的电—热—机械应力联合老化试验平台和FDS测试平台,采用绝缘电阻和吸收比试验、介质损耗测试、局部放电试验和FDS对不同老化程度的试样开展了测试；同时通过试验研究了温度和水分对频域介电谱的影响,运用电介质极化理论对频域介电现象进行了机理分析,建立扩展Debye模型并基于过渡态理论提出一种求取定子线棒绝缘活化能△G≠和活化熵△S≠的新方法。试验结果表明：吸收比K和介损tanδ的变化规律反映出线棒绝缘随老化程度加深逐渐劣化；建立的3支路扩展Debye弛豫模型拟合值与测试值基本相符；选取的特征参数活化能和活化熵可表征主绝缘随温度变化的特性,运用过渡态理论能够阐释发电机主绝缘频谱介电性能的温度依存性：老化对主绝缘频域介电谱在低频影响较为明显,频域特征介电参数(复介电常数ε和介损tanδ)与最大放电量增加率Nq满足一定函数关系。同时,对珠海发电厂02#机组定子开展了现场FDS测试,分析表明：现场试验结果的变化规律与实验室研究结论基本一致,可将电介质响应法初步推广应用于发电机主绝缘状态的现场评估。