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在直流电场作用下，聚合物材料体内易于聚集空间电荷而引起材料内部电场的严重畸变。当畸变达到一定值时可能引发材料的树枝化，最终导致材料的击穿。绝缘介质中的空间电荷问题经成为电力电缆向高电场发展的一个重要的制约因素。研究和表征空间电荷对于电介质的破坏机理，对于高压电力电缆的影响、对工作在带电粒子环境下介质运行的安全都有着十分重要的意义。
Bradwell的研究表明直流预应力和聚乙烯的脉冲击穿强度有密切关系;Ieda的实验显示电压改变的速率、直流预压时间和反极性电压等因素会影响到电介质的树枝化击穿[.Minoda的研究发现乙丙橡胶EPR在低温时的短路树枝起始电压高于室温的oKatsuta[81]研究了电压波形对乙丙橡胶击穿强度的影响。电介质的击穿不仅会发生在外加的高电场强度或是由于空间电荷注入(同级性空间电荷)引起的介质内部电场的严重畸变，也可能发生在外加电场撤去或电场极性反转瞬间，而且击穿往往发生在靠近电极附近。如直流绝缘在稳定电压下往往具有很高的耐压强度，但在发生短路事故时却发生击穿现象的原因。这是由于聚合物中电荷注入的深度有1}10}m，当外加电场撤去或极性反转时靠近电极附近介质中的电场强度远高于预压期间的平均电场强度，从而局部区域形成很高的反向电场而导致试样击穿。有实验表明负极性直流预压短路树枝起始电压要比正极性预压要低一些[[sz]。低剂量的电子束轰击绝缘体的击穿实验表明破坏是由于电荷的脱陷过程，而不是源于电子的轰击;击穿与机械断裂之间也存在着某种内在的联系。归纳起来，在空间电荷对电介质破坏机理方面的研究主要有三个理论电荷的注入和抽出，光降解理论和热电子理论。分别描述如下(表1-7):有研究表明空间电荷脱陷时的电能和机械能的释放是导致聚合物树枝化、老化和击穿的主要原因。影响电介质中空间电荷分布的因素也会间接地影响电介质的击穿。空间电荷的分布受如此多的因素影响会给准确表征空间电荷带来一定的困难，但同时也提供了改善聚合物绝缘强度更多可能性。二、添加剂对聚合物击穿强度的影响目前国内外学者提出了许多理论并做了大量的研究工作。主要集中在增加电导和添加某种添加剂方面。代表性的有日本学者Terashima在聚乙烯中加入一定量的极性导电无机填料研制了高压(kV)直流电缆。另外，党智敏博士[has]将三梨糖醇成核剂加入到聚乙烯中通过改变聚乙烯的结晶形态提高了耐水树性能;Khalil及李明将1%的钦酸钡添加到聚乙烯中可提高聚乙烯的电导、直流预压短路击穿强度和直流击穿强度;韩国学者Suh将聚乙烯与丙烯酸单体接枝有效抑制了水树生长和提高了交流击穿强度;尹毅博士通过将1%氯化聚乙烯加入到聚乙烯中，有效改善了空间电荷并使其体积电阻率提高。纳米技术在聚合物纳米复合材料领域的应用己取得了很多的研究成果。具有一定的指导意义的有:美国学者提出的界面特异性及日本学者提出的多壳模型。