Određivanje probojnih napona izolacijskih tekućina sastavni je dio projektiranja izolacije visokonaponskih komponenti (npr. energetskih transformatora). Projektiranje izolacije sastoji se od definiranja faktora sigurnosti s obzirom na dozvoljeno naponsko naprezanje. Za formiranje faktora sigurnosti potrebno je jednoznačno odrediti funkciju ovisnosti probojne izdržljivosti sustava o njegovim ulaznim parametrima. U ulazne parametre sustava koji se sastoji od elektroda i izolacijske tekućine spada – osim fizikalno-kemijskih parametara karakterističnih za pojedinu izolacijsku tekućinu (npr. količina vlage, udio nečistoća, temperatura itd.) – i geometrija elektroda, odnosno njihova veličina i međusobna udaljenost. Ovaj utjecaj geometrije opisan je makroskopskim teorijama proboja temeljenima na tzv. teoriji 'slabe karike'. Postojeće makroskopske teorije (teorija napregnute površine, teorija napregnutog volumena, teorija kumulativnog naprezanja) sadrže ograničenja u određivanju probojnih napona s obzirom na promjenu veličine odnosno razmaka elektroda. Tako npr. teorija napregnute površine i teorija napregnutog volumena dobro opisuju pojavu proboja za elektrode u homogenom i kvazi-homogenom polju na malim razmacima, pri čemu je primarni naglasak u ovim teorijama stavljen na utjecaj veličine elektroda. S druge strane, kumulativna teorija u sebi ne sadrži utjecaj veličine elektroda, nego naglasak stavlja na ovisnost probojnih napona o njihovom razmaku. U ovoj je disertaciji pokazano kako su ove tri makroskopske teorije međusobno povezane te kako ih je moguće objediniti u zajedničku metodologiju koja u sebi sadrži karakteristike svake od njih, čime je primjenjiva u homogenim, kvazi-homogenim i nehomogenim poljima. Ova metodologija bazirana je na implementaciji numeričke metode konačnih elemenata u dvodimenzionalnim osnosimetričnim konfiguracijama. Eksperimentalna verifikacija numeričke implementacije makroskopskih teorija napravljena je na mjerenjima probojnih napona provedenima u tvornici Končar D&ST i na rezultatima mjerenja preuzetih iz dostupne literature. Izolacijske tekućine uzete u obzir u ovoj disertaciji su sintetski ester, tekući dušik i transformatorsko mineralno ulje.