高频电力设备的绝缘老化行为受电压参数和环境温度等多个因素的共同影响。为了探究这些影响因素的主次顺序以及因素间的交互作用,基于正交实验设计理论,采用高频正弦电压和球-板电极结构,研究了聚酰亚胺绝缘寿命随电压频率(5-30 kHz)、幅值(1.5-3.0 kV)和环境温度(13-180)的变化情况。结合极差分析、方差分析和关系图法讨论了三个因素对绝缘寿命的影响程度及其交互作用的大小顺序,并分析了因素水平变化对电、热应力耐受系数以及多因素协同作用效果的影响。结果表明,频率和幅值对绝缘老化的加速作用接近,且远大于温度的影响;同时,频率和幅值的交互作用最大,其次为幅值和温度、频率和温度的交互作用。交互作用的存在使材料对某一因素的耐受系数随着其它因素水平的提高而降低,并且多因素共存时的协同作用要弱于各因素独立作用的叠加效果。本文研究方法为分析多因素耦合作用下的绝缘老化行为提供了一种新思路。