串級(jí)式試驗(yàn)變壓器的工作原理與使用方法

工作原理：串級(jí)連接的核心是勵(lì)磁方式。

它并非簡(jiǎn)單的電路串聯(lián)。

底部單元（勵(lì)磁變壓器）：它的初級(jí)繞組接調(diào)壓器和電源（0 - 10kV）。它除了有一個(gè)高壓繞組（輸出例如50kV）外，還有一個(gè)特殊的勵(lì)磁繞組（或叫串級(jí)勵(lì)磁繞組）。這個(gè)勵(lì)磁繞組為它上一級(jí)的中間變壓器提供初級(jí)電源。

中間單元和頂部單元（中間/高壓變壓器）：它們的初級(jí)繞組并不直接接地，而是由下一級(jí)變壓器的勵(lì)磁繞組供電。它們自身的箱體（外殼）會(huì)對(duì)地具有高電位。

例如，第二級(jí)變壓器的箱體電位是50kV，第三級(jí)（頂部）的箱體電位是100kV。因此，它們必須用絕緣支架支撐起來，與地絕緣。它們也將自身的能量通過高壓繞組串聯(lián)疊加到上一級(jí)。電壓疊加：最終的高電壓從最頂部的高壓套管輸出。總輸出電壓是各級(jí)試驗(yàn)變壓器高壓繞組電壓的矢量和。

使用方法與步驟：

串級(jí)式試驗(yàn)變壓器的操作比單臺(tái)變壓器更復(fù)雜，必須嚴(yán)格遵守規(guī)程。

組裝與接線：

將各級(jí)變壓器通過機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)固地堆疊起來，確保絕緣支柱可靠。

用專用的屏蔽電纜連接各級(jí)之間的勵(lì)磁繞組和高壓繞組。

正確連接接地線。底部單元的箱體必須可靠接地，而中間和頂部單元的箱體處于高電位，絕不能接地。

連接試品與保護(hù)電阻：

從頂部單元的高壓套管引出高壓線，先串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻，再連接到被試品上。

保護(hù)電阻用于限制萬一試品擊穿時(shí)的短路電流，保護(hù)變壓器和測(cè)量裝置。

連接測(cè)量系統(tǒng)：

通常需要在高壓側(cè)接入電容分壓器或測(cè)量用互感器，并與高壓測(cè)量?jī)x（峰值電壓表）連接。

重要提示：由于串級(jí)式變壓器的自身阻抗較大，且負(fù)載為容性，“容升效應(yīng)" 非常顯著。絕不能僅憑低壓側(cè)的電壓表讀數(shù)乘以變比來估算高壓，必須在高壓側(cè)直接測(cè)量，否則試驗(yàn)電壓會(huì)嚴(yán)重不準(zhǔn)且可能損壞試品。

通電試驗(yàn)：

密切觀察高壓測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)，將其升至規(guī)定的試驗(yàn)電壓值。

保持規(guī)定時(shí)間（如1分鐘）。

時(shí)間到后，再平穩(wěn)地將電壓降回零，最后切斷電源。

合上電源，通過調(diào)壓器從零開始平穩(wěn)升壓。

放電：

試驗(yàn)結(jié)束后，由于試品電容中儲(chǔ)存了大量電荷，必須使用放電棒通過電阻對(duì)被試品進(jìn)行充分放電，然后才能進(jìn)行拆線和后續(xù)工作。這是至關(guān)重要的安全步驟。