交直流试验变压器是高压试验中的核心设备，能够同时或分别产生交流（AC）和直流（DC）高电压，用于电气设备的绝缘强度测试。以下从结构、原理、应用及操作要点等方面进行详细说明：

基本结构与工作原理

主体构成

高压交直流试验变压器：

铁芯：采用优质硅钢片，减少磁滞损耗。

绕组：

低压绕组（输入）：通常接调压器（0~400V）。

高压绕组（输出）：单级或多级串联，电压可达数百kV（如200kV/50kVA）。

绝缘介质：油浸式（矿物油）或干式（环氧树脂），增强散热和绝缘。

直流附加模块：

高压整流硅堆：将交流输出整流为直流（半波或全波）。

滤波电容：平滑电压波纹（脉动系数通常＜3%）。

保护电阻：限制试品击穿时的短路电流。

工作模式

交流模式：直接输出工频高压（50Hz），用于交流耐压试验。

直流模式：通过整流滤波输出负极性直流（负极性减少电晕损耗）。

试验接线方式

交流耐压接线

调压器 → 试验变压器 → 试品
                ↑

            分压器（测量）

注意：高压绕组尾端接地，试品外壳接地。

直流耐压接线

调压器 → 试验变压器 → 整流硅堆 → 滤波电容 → 试品

                                      ↑

                                微安表（测泄漏电流）

关键点：微安表需接在高压侧（避免接地端杂散电流影响）。

操作流程与注意事项

试验步骤

检查：

检查接地线是否牢固，油浸式变压器油位是否正常。

试品清洁干燥，断开所有外部连线。

空载升压：

无试品状态下升至试验电压，验证设备正常。

正式试验：

以每秒1~2kV速率升压至目标值，维持1min（交流）或5~10min（直流）。

降压放电：

直流试验后需对试品充分放电（通过放电棒）。

安全警示

安全距离：保持与带电部分的最小距离（如100kV时≥1.5m）。

防突波：直流试验后试品可能储存电荷，需反复放电。

异常处理：出现闪络或击穿时立即切断电源，排查原因。

选型指南

电压等级：

根据试品标准选择（如10kV开关柜需AC 42kV/1min或DC 60kV）。

容量计算：

交流容量：`P = ωCU2 × 10?3`（kVA，ω=2πf，C为试品电容）。

直流容量：按泄漏电流（通常≤10mA）设计。

特殊需求：

变频功能：用于电缆谐振试验（30~300Hz）。

一体化设计：交直流切换通过内部开关实现。

应用场景

电力变压器：交流耐压测试绕组对地绝缘。

高压电缆：直流耐压+泄漏电流测试（更易发现集中性缺陷）。

绝缘子串：湿态交流耐压验证污闪特性。

科研实验：复合绝缘材料的交直流叠加电压试验。