絕緣材料的電氣性能主要表現在電場作用下材料的導電性能、介電性能及絕緣強度。它們分別以絕緣電阻率ρ(或電導γ) 、相對介電常數εr 、介質損耗角tanδ及擊穿強度EB四個參數來表示。

　　1. 絕緣電阻率和絕緣電阻
　　任何電介質都不可能是絕對的絕緣體，總存在一些帶電質點，主要為本征離子和雜質離子。在電場的作用下，它們可作有方向的運動，形成漏導電流，通常又稱為泄漏電流。在外加電壓作用下的絕緣材料的等效電路如圖2-1a所示；在直流電壓作用下的電流如圖2-1b所示。圖中，電阻支路的電流Ii即為漏導電流；流經電容和電阻串聯支路的電流Ia稱為吸收電流，是由緩慢極化和離子體積電荷形成的電流；電容支路的電流 IC 稱為充電電流，是由幾何電容等效應構成的電流。

　　(1) 在正常工作時（穩態），漏導電流決定了絕緣材料的導電性，因此，漏導支路的電阻越大，說明材料的絕緣性能越好。

　　（2）溫度、濕度、雜質含量、電磁場強度的增加都會降低電介質材料的電阻率。

　　2. 介電常數
　　介電常數是表明電介質極化特征的性能參數。介電常數愈大，電介質極化能力愈強，產生的束縛電荷就愈多。束縛電荷也產生電場，且該電場總是削弱外電場的。現用電容器來說明介電常數的物理意義。設電容器極板間為真空時，其電容量為 Co，而當極板間充滿某種電介質時，其電容量變為C， 則C與Co的比值即該電介質的相對介電常數，即：

　　
　　在填充電介質以后，由于電介質的極化，使靠近電介質表面處出現了束縛電荷，與其對應，在極板上的自由電荷也相應增加，即填充電介質之后，極板上容納了更多的自由電荷，說明電容被增大。因此，可以看出，相對介電常數總是大于1的。絕緣材料的介電常數受電源頻率、溫度、濕度等因素而產生變化。頻率增加，介電常數減小。溫度增加，介電常數增大；但當溫度超過某一限度后，由于熱運動加劇，極化反而困難一些，介電常數減小。濕度增加，電介質的介電常數明顯增加，因此，通過測量介電常數，能夠判斷電介質受潮程度。大氣壓力對氣體材料的介電常數有明顯影響，壓力增大，密度就增大，相對介電增大。

　　3. 介質損耗

　　在交流電壓作用下，電介質中的部分電能不可逆地轉變成熱能，這部分能量叫做介質損耗。單位時間內消耗的能量叫做介質損耗功率。介質損耗使介質發熱，是電介質熱擊穿的根源。施加交流電壓時，電流、電壓的相量關系如圖2-2所示。
 

　　總電流與電壓的相位差φ，即電介質的功率因數角。功率因數角的余角δ稱為介質損耗角。根據相量圖，不難求出單位體積內介質損耗功率為

二、絕緣的破壞

　　1. 絕緣擊穿

     絕緣材料所具備的絕緣性能一般是指其承受的電壓在一定范圍內所具備的性能。當承受的電壓超出了相應的范圍時，就會出現擊穿現象。電介質擊穿是指電介質在強電場作用下遭到急劇破壞，喪失絕緣性能的現象。擊穿電壓是指使電介質產生擊穿的最小電壓。擊穿強度是指使電介質產生擊穿的最小電場強度（也叫耐壓強度）。對于電介質通常用平均擊穿強度表示：EB=UB/d (KV/cm)

　　UB:擊穿電壓 d:擊穿處絕緣厚度

　　(1) 氣體電介質的擊穿
    氣體擊穿是由碰撞電離導致的電擊穿。在強電場中，帶電質點(主要是電子)在電場中獲得足夠的動能，當它與氣體分子發生碰撞時，能夠使中性分子電離為正離子和電子。新形成的電子又在電場中積累能量而碰撞其他分子，使其電離，這就是碰撞電離。碰撞電離過程是一個連鎖反應過程，每一個電子碰撞產生一系列新電子，因而形成電子崩。電子崩向陽極發展，最后形成一條具有高電導的通道，導致氣體擊穿。

　　(2) 液體電介質的擊穿

    液體電介質的擊穿特性與其純凈度有關，一般認為純凈液體的擊穿與氣體的擊穿機理相似，是由電子碰撞電離最后導致擊穿。 但液體的密度大，電子自由行程短，積聚能量小，因此擊穿場強比氣體高。
    工程上液體絕緣材料不可避免地含有氣體、液體和固體雜質。在強電場的作用下定向排列，運動到電場強度最高處聯成小橋，小橋貫穿兩電極間引起電導劇增，局部溫度驟升，最后導致擊穿。為了保證絕緣質量，在液體絕緣材料使用之前，必須對其進行純化、脫水、脫氣處理；在使用過程中應避免這些雜質的侵入。液體電介質擊穿后，絕緣性能在一定程度上可以得到恢復。
　　(3) 固體電介質的擊穿
    固體電介質的擊穿有電擊穿、熱擊穿、電化學擊穿、放電擊穿等形式。絕緣結構發生擊穿，往往是電、熱、放電、電化學等多種形式同時存在，很難截然分開。一般來說，在采用tanδ值大、耐熱性差的電介質的低壓電氣設備，在工作溫度高、散熱條件差時，熱擊穿較為多見。而在高壓電氣設備中，放電擊穿的概率就大些。脈沖電壓下的擊穿一般屬于電擊穿。當電壓作用時間達數十小時乃至數年時，大多數屬于電化學擊穿。

　　2. 絕緣老化
    電氣設備在運行過程中,其絕緣材料由于受熱、電、光、氧、機械力(包括超聲波) 、輻射線、微生物等因素的長期作用， 產生一系列不可逆的物理變化和化學變化，導致絕緣材料的電氣性能和機械性能的劣化。絕緣老化過程十分復雜。主要是熱老化和電老化。
　　(1) 熱老化。一般在低壓電氣設備中，促使絕緣材料老化的主要因素是熱。其熱源可能是內部的也可能是外部的。每種絕緣材料都有其極限耐熱溫度，當超過這一極限溫度時，其老化將加劇，電氣設備的壽命就縮短。

　　(2) 電老化。它主要是由局部放電引起的。在高壓電氣設備中，促使絕緣材料老化的主要原因是局部放電。局部放電時產生的臭氧、氮氧化物、高速粒子都會降低絕緣材料的性能，局部放電還會使材料局部發熱，促使材料性能 惡化。
　　3. 絕緣損壞
    絕緣損壞是指由于不正確選用絕緣材料，不正確地進行電氣設備及線路的安裝，不合理地使用電氣設備等，導致絕緣材料受到外界腐蝕性液體、氣體、蒸氣、潮氣、粉塵的污染和侵蝕，或受到外界熱源、機械因素的作用，在較短或很短的時間內失去其電氣性能或機械性能的現象。

對策：

　　（1）避開有腐蝕性物質和外界高溫的場所；
　　（2）正確使用和安裝電氣設備和線路，保持過流、過熱保護裝置的完好；
　　（3）嚴禁亂拉亂扯，防止機械性損傷絕緣物；
　　（4）應采取防止小動物損傷絕緣的措施。

三、絕緣檢測和絕緣試驗

　　絕緣檢測和絕緣試驗的目的是檢查電氣設備或線路的絕緣指標是否符合要求。絕緣檢測和絕緣試驗主要包括絕緣電阻試驗、耐壓試驗、泄漏電流試驗和介質損耗試驗等。

　　1.絕緣電阻試驗

　　絕緣電阻是衡量絕緣性能的最基本指標。通過絕緣電阻的測定，可以在一定程度上判定某些電氣設備的絕緣好壞，判斷某些電氣設備(如電機、變壓器)的受潮情況等，以防因絕緣電阻降低或損壞而造成漏電、短路、電擊等電氣事故。

　　（1）絕緣材料的電阻常用兆歐表(搖表)測量。

　　兆歐表主要由作為電源的手搖發電機(或其他直流電源)和作為測量機構的磁電式流比計(雙動線圈流比計)組成。測量時，實際上是給被測物加上直流電壓，測量其通過的泄漏電流，在表的盤面上讀到的是經過換算的絕緣電阻值。磁電式流比汁的工作原理如上圖所示。在同一轉軸上裝有兩個交叉的線圈，當兩線圈通有電流時，兩個線圈分別產生互為相反方向的轉矩。其大小分別為　

M1 = K1f1（α）I1

M2= K2f2（α）I2

式中 : K1 K2 ——比例常數；
I1,I2 ——通過兩個線圈的電流；
α——線圈帶動指針偏轉的偏轉角。
　　當M1≠M2時，線圈轉動，指針偏轉。當M1=M2時，線圈停止轉動，指針停止偏轉，且兩電流之比與α偏轉角滿足如下的函數關系，即

　　考慮到兩電流之比與偏轉角滿足的函數關系，不難得出   α =f(Rx)
　　可見，指針的偏轉角α僅僅是被測絕緣電阻 Rx 的函數，而與電源電壓沒有直接關系。
　　2． 吸收比的測定

　　吸收比是加壓測量開始后 60S時讀取的絕緣電阻值與加壓測量開始后15S時讀取的絕緣電阻值之比。吸收比測量的目的是判斷絕緣材料受潮程度和內部有無缺陷。因此，高壓變壓器、電動機和電力電容器等都應按規定測量吸收比。
　　3． 絕緣電阻指標
　　絕緣電阻隨線路和設備的不同，其指標要求也不一樣。就一般而言，高壓較低壓要求高；新設備較老設備要求高；室外設備較室內設備要求高；移動設備較固定設備要求高等。絕緣電阻應按規定進行定期測量，電動機的測量周期為1年，其它低壓設備或線路為1—2年。