交直流試驗變壓器是高壓試驗中的核心設備，能夠同時或分別產生交流（AC）和直流（DC）高電壓，用于電氣設備的絕緣強度測試。以下從結構、原理、應用及操作要點等方面進行詳細說明：

基本結構與工作原理

主體構成

高壓交直流試驗變壓器：

鐵芯：采用優質硅鋼片，減少磁滯損耗。

繞組：

低壓繞組（輸入）：通常接調壓器（0~400V）。

高壓繞組（輸出）：單級或多級串聯，電壓可達數百kV（如200kV/50kVA）。

絕緣介質：油浸式（礦物油）或干式（環氧樹脂），增強散熱和絕緣。

直流附加模塊：

高壓整流硅堆：將交流輸出整流為直流（半波或全波）。

濾波電容：平滑電壓波紋（脈動系數通常＜3%）。

保護電阻：限制試品擊穿時的短路電流。

工作模式

交流模式：直接輸出工頻高壓（50Hz），用于交流耐壓試驗。

直流模式：通過整流濾波輸出負極性直流（負極性減少電暈損耗）。

試驗接線方式

交流耐壓接線

調壓器 → 試驗變壓器 → 試品
                ↑

            分壓器（測量）

注意：高壓繞組尾端接地，試品外殼接地。

直流耐壓接線

調壓器 → 試驗變壓器 → 整流硅堆 → 濾波電容 → 試品

                                      ↑

                                微安表（測泄漏電流）

關鍵點：微安表需接在高壓側（避免接地端雜散電流影響）。

操作流程與注意事項

試驗步驟

檢查：

檢查接地線是否牢固，油浸式變壓器油位是否正常。

試品清潔干燥，斷開所有外部連線。

空載升壓：

無試品狀態下升至試驗電壓，驗證設備正常。

正式試驗：

以每秒1~2kV速率升壓至目標值，維持1min（交流）或5~10min（直流）。

降壓放電：

直流試驗后需對試品充分放電（通過放電棒）。

安全警示

安全距離：保持與帶電部分的最小距離（如100kV時≥1.5m）。

防突波：直流試驗后試品可能儲存電荷，需反復放電。

異常處理：出現閃絡或擊穿時立即切斷電源，排查原因。

選型指南

電壓等級：

根據試品標準選擇（如10kV開關柜需AC 42kV/1min或DC 60kV）。

容量計算：

交流容量：`P = ωCU2 × 10?3`（kVA，ω=2πf，C為試品電容）。

直流容量：按泄漏電流（通常≤10mA）設計。

特殊需求：

變頻功能：用于電纜諧振試驗（30~300Hz）。

一體化設計：交直流切換通過內部開關實現。

應用場景

電力變壓器：交流耐壓測試繞組對地絕緣。

高壓電纜：直流耐壓+泄漏電流測試（更易發現集中性缺陷）。

絕緣子串：濕態交流耐壓驗證污閃特性。

科研實驗：復合絕緣材料的交直流疊加電壓試驗。