При отсутствии неоднородностей в изоляции, электрическое поле однородно, и условий для возникновения частичных разрядов в изоляции нет. При Ест >> E0 возможен пробой изоляции. Наличие неоднородностей в изоляции, таких как образование полостей из-за утечки масла, в концевых и соединительных муфтах; наличие воды в изоляции; расслоение и старение изоляции и т.п., можно обнаружить с помощью метода возвратного напряжения в кабелях с бумажно-масляной изоляцией (метод вольтметра). Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена методом тока абсорбции (метод амперметра). Метод возвратного напряжения для такой изоляции также применим, но по причине низкого уровня возвратного напряжения слабо помехозащищен. На рис. 2 показан принцип реализации метода возвратного напряжения.
Схема замещения линии соответствует широко применяемой в расчетах изоляции схеме, предложенной Дж. Максвеллом. Теория электромагнитного поля Дж. Максвелла позволила обобщить все ранее сделанные учеными открытия в электромагнетизме и сегодня является наиболее совершенным аппаратом изучения электромагнитных полей.
Однако для общего представления об электромагнитных процессах по-прежнему удобным, с точки зрения наглядности, является представление сред с помощью схем замещения.
При применении метода возвратного напряжения к кабельной линии, в течение 15 мин. выполняется заряд емкости линии от источника постоянного напряжения. Затем на время, равное двум секундам, линия закорачивается, в течение этого происходит разряд геометрической емкости, а емкости абсорбции из-за больших значений сопротивлений абсорбции разрядится не успевают.
В дальнейшем измеряются процессы обмена энергией между емкостями абсорбции и геометрической емкости до их окончательного разряда. Понятия «геометрическая емкость» и «емкость абсорбции» являются условными, позволяющими анализировать процессы в изоляции с помощью схемы замещения.
Процессы, измеряемые методом возвратного напряжения, можно описать иначе. При коротком замыкании заряженной линии на малый промежуток времени напряженность внешнего электрического поля становится равной нулю. При этом большая часть диполей под действием электрических сил успевает занять новое устойчивое положение в пространстве, а разность потенциалов между жилой и экраном линии уменьшается до величины, называемой возвратным напряжением или остаточной поляризацией, рис. 3.