При анализе условий формирования стабильного слоя Штерна объемных нанопузырей учтена зависимость относительной диэлектрической проницаемости воды от величины электрического поля и, соответственно, от размера пузырей. Теоретически объяснено формирование слоистой структуры диполей воды у поверхности заряженных пузырей, соответствующее известным экспериментальным данным. Рассмотрены условия стабильности слоя Штерна нанопузырей различного радиуса. Найдена зависимость заряда нанопузырей и относительной диэлектрической проницаемости воды у границы устойчивого слоя Штерна от его радиуса.