絕緣油的擊穿電壓是將待測絕緣油樣品置于測試油杯中，通過高壓電極施加工頻交流電壓，逐漸增大電壓值，直到絕緣油被擊穿或升壓達到測試電壓的大值，從而可以測得絕緣油的介電強度。由于絕緣油中存在的各種雜質分布為非均勻運動（包括油中雜質的布朗運動）等因素的影響，擊穿電壓的測試結果具有分散性，所以要求進行數次測試，取這幾次測量的平均值作為測試結果。絕緣油樣品測試前還須靜止放置一段時間，用來提高測試結果的度和可信度。

目前，國內大多數生產廠家都采用了如圖（2-1）所示的工作原理方式，可以看出在油耐壓儀的內部是由兩臺高壓變壓器組成了一個高壓系統，而高壓的采樣則是在輸入端進行采樣，并進行數據處理，讓顯示電壓與高壓側電壓成一定比例。實際上每臺變壓器的對地輸出電壓均為50kV，由于采用了中間對地的對稱輸出，因此如前文所述，兩臺變壓器之間即可產生100kV的高壓，這種工作原理可以大大減小油耐壓儀的外形和重量，使之便于攜帶，但是同樣也帶來了一些問題：

絕緣油介電強度測試儀工作原理圖

1. T1和T2兩臺變壓器的功率都不是很大，大多數廠家將電流控制在2mA左右，所以變壓器所帶負載的能力很有限。
2．工作電壓的產生是由T1和T2各產生相位差180度的一個電壓組成的，而儀器的測試電壓在變壓器的輸入端，如果T1和T2電壓的相位差不到180度或超過，就會造成顯示電壓與實際電壓存在誤差。

絕緣油介電強度測試儀的整個系統由單片機、電流信號采集電路、高壓變壓器、光電隔離電路、步進電機、操控面板、數字顯示電路、打印機等組成。絕緣油介電強度測試儀的工作過程是如下：操作人員首先通過塞尺調節油杯間隙到設定間距，將油杯裝滿被測絕緣油樣品后置于高壓電極兩端，啟動油耐壓儀開始測試，CPU控制油耐壓儀帶動步進電機開始運轉，步進電機可以調節調壓器的中間抽頭，輸出電壓至規程規定的電壓點進行靜置或攪拌，調壓器從0V變化到200V時，高壓升壓變壓器同時獲得正負對稱的連續可調高可達80kV或100kV的交流高壓。當被測油杯中的試品在升壓過程發生擊穿時，光電隔離電路會將高壓端采集的擊穿電流信號送入CPU，此時單片機發出中斷指令，切斷調壓器的輸出電壓，高壓變壓器輸出電壓立即停止，步進電機控制調壓器抽頭反轉，迅速均勻地將輸出電壓降為零。根據《GB/T507-2002 絕緣油擊穿電壓測定法》的規定，對油試品進行試驗時，油耐壓儀需對油樣進行6次測試，然后取其平均值并打印輸出。