串级式试验变压器的工作原理与使用方法

工作原理：串级连接的核心是励磁方式。

它并非简单的电路串联。

底部单元（励磁变压器）：它的初级绕组接调压器和电源（0 - 10kV）。它除了有一个高压绕组（输出例如50kV）外，还有一个特殊的励磁绕组（或叫串级励磁绕组）。这个励磁绕组为它上一级的中间变压器提供初级电源。

中间单元和顶部单元（中间/高压变压器）：它们的初级绕组并不直接接地，而是由下一级变压器的励磁绕组供电。它们自身的箱体（外壳）会对地具有高电位。

例如，第二级变压器的箱体电位是50kV，第三级（顶部）的箱体电位是100kV。因此，它们必须用绝缘支架支撑起来，与地绝缘。它们也将自身的能量通过高压绕组串联叠加到上一级。电压叠加：最终的高电压从最顶部的高压套管输出。总输出电压是各级试验变压器高压绕组电压的矢量和。

使用方法与步骤：

串级式试验变压器的操作比单台变压器更复杂，必须严格遵守规程。

组装与接线：

将各级变压器通过机械结构稳固地堆叠起来，确保绝缘支柱可靠。

用专用的屏蔽电缆连接各级之间的励磁绕组和高压绕组。

正确连接接地线。底部单元的箱体必须可靠接地，而中间和顶部单元的箱体处于高电位，绝不能接地。

连接试品与保护电阻：

从顶部单元的高压套管引出高压线，先串联一个保护电阻，再连接到被试品上。

保护电阻用于限制万一试品击穿时的短路电流，保护变压器和测量装置。

连接测量系统：

通常需要在高压侧接入电容分压器或测量用互感器，并与高压测量仪（峰值电压表）连接。

重要提示：由于串级式变压器的自身阻抗较大，且负载为容性，“容升效应” 非常显著。绝不能仅凭低压侧的电压表读数乘以变比来估算高压，必须在高压侧直接测量，否则试验电压会严重不准且可能损坏试品。

通电试验：

密切观察高压测量仪表的读数，将其升至规定的试验电压值。

保持规定时间（如1分钟）。

时间到后，再平稳地将电压降回零，最后切断电源。

合上电源，通过调压器从零开始平稳升压。

放电：

试验结束后，由于试品电容中储存了大量电荷，必须使用放电棒通过电阻对被试品进行充分放电，然后才能进行拆线和后续工作。这是至关重要的安全步骤。