目前，电线和电缆在许多领域获得了广泛应用。如通讯电缆、磁导线、输电电线与电缆、设备配线、汽车配线、控制与信号电缆以及建筑物电线。在其最基本的结构中，金属导体电缆包括传送信号的导电材料和隔离该体系的绝缘层。就光缆而言，光信号必须保留在被反射光的绝缘层包覆的纤维芯中。
    1795年，曾报道过最早的一种电绝缘材料用于电报电缆的绝缘纸。19世纪初，电报电缆是被埋入带沟槽的木条内使用的。应用杜仲胶保护电缆以防受潮是一个重大的改进，并于1848年最初用杜仲胶绝缘的地下电报电缆获得应用。后来的研究是天然橡胶在像照明灯那样的一些用途中的应用。1894年曾报道过浸绝缘纸的输电电缆。20世纪50年代，曾相继报道过聚乙烯在配电电缆、输电电缆的应用。挤出型合成绝缘材料的开发及材料的改进为加快其应用提供了保证，这些挤出型材料包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）及乙丙橡胶（EPM和EPDM）。
    尽管最初曾报道过， 但PVC和PE在较高压应用中依然未被采用；不过，非交联型PE和PVC在低电压用途中是一类最经济的绝缘材料。 当交联型聚乙烯（XLPE）进入电缆市场时，它扩大了热塑性塑料在高电压方面的应用。与XLPE几乎同时，曾研究了乙丙橡胶的应用；然而，在较高电压下乙丙橡胶的介电性能普遍比XLPE差。
    1  电缆的基本结构
    通常，电缆是由被绝缘材料包覆的金属导体组成。该导体被一层屏蔽材料和一层提供环绕保护的护套材料包覆。尽管炭黑填充的PE能用作半导体屏蔽材料，但是在许多构件，尤其是绝缘材料和护套方面可采用聚合物材料。对护套材料的性能要求主要取决于具体应用，但耐候性是必须具有的特性。
    当电流通过导体材料时，导体由于电阻会变热。绝缘材料必须耐电流流过导体所产生的热。在一定程度上，绝缘材料耐所产生的热的能力是对电流通过导线的量的限定。因此，就电线和电缆材料而言，温度对其性能的影响应予以评估。对于电线和电缆应用来说，像电阻率、介电强度、介电常数和介电损耗这样一些电性能是非常重要的。 在电线电缆应用中，有人可能注意到电压高达150kV，而每种应用却有其特殊的要求。例如，输电电缆在低频和高压下工作，而电话电缆则在低压和高额下工作。在某些应用中，阻燃性是选择材料时的重要的参考指标。
    2  电线电缆的重要特性
    2.1  电阻率
    绝缘材料的电阻率是材料的固有性质。体积电阻率用来判断通过一定厚度的材料的电流，而表面电阻率用来判断横穿表面的电流量。直流电条件下的电阻率是按照 ASTM D257方法测定的。体积电阻率是通过将试样放在两个电极之间测定的，并测量了通过试样的电流。休积电阻率（ρv）可用下式进行计算：
           RvA
     ρv＝——            （1）
           t
式中，ρv的单位为 Ω·cm；Rv为电阻，其单位为Ω；A为面积；t为厚度。绝缘材料的电阻率在１０6～１０18Ω·cm范围内。 有效的绝缘材料的体积电阻率至少为１０6Ω·cm。
    除电流横过表面外，表面电阻率的测定基本上与体积电阻率相同。表面电阻率ρs，单位为Ω，可按下式进行计算：
     ρs＝RsπDm/g        （2）
式中，ρs为表面电阻，单位为Ω；g为电极与环电极间的距离；Dm为间隙的平均直径。 采用ICEA T-27-581方法测定给定长度的电线试样的电阻率（ρ）时，可由下式进行计算：
          ρ＝R2πL/2.3log10(D1/D2)   （3）
式中，ρ的单位为Ω·cm；R为电阻；L为试样长度；D1为导体直径；D2为绝缘材料直径。曾报道过电导率为电阻率的倒数（σ＝1/ρ），单位为西门子/厘米（S/cm）。
    2.2  介电常数
    介电常数（ε）或有效介电常数可由下式进行计算：
       ε’  =C/C0                     (4)
式中，C为测量的电容，单位为法（拉）；C0为真空状态下的电容。介电常数是材料在电场中起到电容器作用或储存能量的量度。按照ASTM D150方法计算介电常数值。 绝缘材料的常用值为2～3.5。在选择材料时，应考虑到温度对介电常数的影响。 例如，由于PVC的介电常数随温度而增大，故采用带有PVC护套的聚烯烃绝缘材料的电缆结构对高性能的通讯电缆是不适用的。 在采用易于吸潮的极性材料时，应考虑到温度对介电常数的影响。
    2.3  介电损耗
    在交流电场（E）中，介电常数可由下式进行计算：
                  ε＝ε’－jε”   （5）
式中， ε’为介电常数的实数部分，ε”为虚数部分。tanδ为由下式计算的耗散
系数：
                tanδ＝ε”/ε’  （6）
    绝缘材料应该具有低的tanδ值，以避免介电损耗，tanδ可能限定一根电缆的总长度。在预定的使用温度范围内和在频率为60Hz条件下，输电电缆的使用条件要求的tanδ值。就通讯电缆而言，在工作频率范围内，损耗值愈小愈好。
    2.4  介电强度
    在施加电压时，材料耐电击穿的能力称为介电强度。介电强度是通过对一定厚度的材料施加电压井升压到电击穿发生测得的。介电强度（D）可用下式计算出：
              D＝V/t                （7）
式中，V为击穿发生时的电压，t为试样厚度。由于杂质的存在导致早期去穿，故测量的介电强度值通常比理论值小。
    2.5  阻燃性
    在许多电线和电缆的应用中都要求阻燃性。计算机、警报器和数据传输机用的通讯电缆被用于建筑工程，在这些工程中，阻燃性是一个重要的参数。如果绝缘材料不具有适当的阻燃性，火就会通过电缆蔓延整个建筑物。因此，电缆材料不仅应具有必要的电性能，而且也应具有适当的阻燃性能。下面将讨论几个相关的实验。
    阻燃性的测定要求选择适当的实验。按照ASTM D2863方法测定的极限氧指数是一种通常用于对比材料的实验。就用于建筑物建设中的电缆而言，保险实验室的直升装置试验可能较切合实际。这个实验使电缆承受145kW的功率长达30min。为了通过该试验，火焰不应蔓延3.7m以上。
    压力通风燃烧实验是在有87870w甲烷火焰和73m/min通风长达  20min的密闭卧式风道内进行的一种严格试验。在最初的1.4m火焰源之后，火焰蔓延不能超过1.5m。采用这种试验（UL-910）方法测量了阻燃性及生烟量。
    2.6  温度的影响
    温度对绝缘材料的电性能可能有较大的影响。导电度随着温度的升高而增加，这表明存在着热激活的导电机理。PE的熔点也可能影响材料的导电率。在该熔点时，残存离子可能迁移，从而增加材料的导电率。当电缆在安全工作条件下处于高温环境时，应当考虑到这种情况。