绝缘油的击穿电压是将待测绝缘油样品置于测试油杯中，通过高压电极施加工频交流电压，逐渐增大电压值，直到绝缘油被击穿或升压达到测试电压的大值，从而可以测得绝缘油的介电强度。由于绝缘油中存在的各种杂质分布为非均匀运动（包括油中杂质的布朗运动）等因素的影响，击穿电压的测试结果具有分散性，所以要求进行数次测试，取这几次测量的平均值作为测试结果。绝缘油样品测试前还须静止放置一段时间，用来提高测试结果的度和可信度。
目前，国内大多数生产厂家都采用了如图（2-1）所示的工作原理方式，可以看出在油耐压仪的内部是由两台高压变压器组成了一个高压系统，而高压的采样则是在输入端进行采样，并进行数据处理，让显示电压与高压侧电压成一定比例。实际上每台变压器的对地输出电压均为50kV，由于采用了中间对地的对称输出，因此如前文所述，两台变压器之间即可产生100kV的高压，这种工作原理可以大大减小油耐压仪的外形和重量，使之便于携带，但是同样也带来了一些问题：
绝缘油介电强度测试仪工作原理图
1. T1和T2两台变压器的功率都不是很大，大多数厂家将电流控制在2mA左右，所以变压器所带负载的能力很有限。
2．工作电压的产生是由T1和T2各产生相位差180度的一个电压组成的，而仪器的测试电压在变压器的输入端，如果T1和T2电压的相位差不到180度或超过，就会造成显示电压与实际电压存在误差。
绝缘油介电强度测试仪的整个系统由单片机、电流信号采集电路、高压变压器、光电隔离电路、步进电机、操控面板、数字显示电路、打印机等组成。绝缘油介电强度测试仪的工作过程是如下：操作人员首先通过塞尺调节油杯间隙到设定间距，将油杯装满被测绝缘油样品后置于高压电极两端，启动油耐压仪开始测试，CPU控制油耐压仪带动步进电机开始运转，步进电机可以调节调压器的中间抽头，输出电压至规程规定的电压点进行静置或搅拌，调压器从0V变化到200V时，高压升压变压器同时获得正负对称的连续可调高可达80kV或100kV的交流高压。当被测油杯中的试品在升压过程发生击穿时，光电隔离电路会将高压端采集的击穿电流信号送入CPU，此时单片机发出中断指令，切断调压器的输出电压，高压变压器输出电压立即停止，步进电机控制调压器抽头反转，迅速均匀地将输出电压降为零。根据《GB/T507-2002 绝缘油击穿电压测定法》的规定，对油试品进行试验时，油耐压仪需对油样进行6次测试，然后取其平均值并打印输出。
