電氣設備在運行過程中可能會承受大氣過電壓、操作過電壓和持續工頻過電壓的作用，因此需用這三種高電壓來檢驗電氣設備的絕緣性能。這三種高電壓均需利用高壓試驗變壓器來產生。
試驗變壓器在原理上與電力變壓器并無區別，但在性能及結構特點、主要技術要求和結構型式等方面又與電力變壓器有所不同。
1、試驗變壓器電壓高而容量小。其二次額定電壓根據被試品所要求的試驗電壓而定。單臺試驗變壓器的電壓等級可達750kV及以上；電壓超過750kV的試驗變壓器，通常采用多臺串級式結構。試驗變壓器的二次電流根據通過被試品的電流來確定，一般為0.1～1A。但用于電纜和大型電動機絕緣試驗的試驗變壓器，其二次電流可達數安。試驗變壓器由于電壓高，高壓繞組要采用較厚的絕緣及較寬的油間隙距離，因而試驗變壓器的漏抗較大。
2、試驗變壓器一般制成單相、戶內裝置、油浸自冷式，高壓繞組有一端接地。
3、試驗變壓器不會受到大氣過電壓及操作過電壓的侵襲，因此，其絕緣可采取較小的安全系數。例如500～750kV的試驗變壓器，其5min試驗電壓僅比額定電壓高10～15%。
4、試驗變壓器的持續工作時間較短，不會過熱，不必采用復雜的冷卻系統。試驗變壓器除用于對外絕緣污穢試驗、線路電暈試驗以及進行電纜試驗外，一般多為30min 或1h短時工作制。
5、試驗變壓器的短路電流較小，不必考慮繞組的短路機械強度。
6、由于電壓波形影響試驗結果，故而要求試驗變壓器的波形畸變盡可能小，因此試驗變壓器必須選用優質鐵芯和較低的磁通密度。
7、為了減少對局部放電試驗的干擾。試驗變壓器本身的局部放電電壓應足夠高，因此需采用合理的絕緣結構和完善的絕緣處理工藝。
試驗變壓器輸出電壓波形應盡量接近正弦波。為了減少由于空載電流的諧波分量通過調壓器和變壓器的阻抗后，產生諧波電壓而引起電壓波形畸變。磁通密度應選在鐵芯磁化曲線的直線段；同時要選用波形畸變小的調壓設備、必要時可加設濾波裝置。
試驗變壓器的二次電流一般為容性電流、當二次電流流經調壓器和試驗變壓器的阻抗時，將導致輸出電壓超過由電壓比所確定的數值、所以試驗變壓器的阻抗電壓不宜太大，否則可能影響測試結果的準確性，同時還會降低試驗設備的短路容量。但如阻抗電壓太小，被試品擊穿或閃絡時，短路電流可能增大。單臺試驗變壓器的阻抗電壓一般為4.5～10%，組成多臺串級時，則可達30～40%。
試驗變壓器的結構，根據其內、外絕緣的處理方式不同有以下三種型式:
這種型式是將二次繞組的一端用高壓套管引出，另一端接地或用低壓套管引出。鐵芯為單相單柱旁軛式。高壓繞組為分段式(或圓筒式)、低壓繞組為圓筒式、高壓繞組在外，低壓繞組在內。高壓繞組對地是按全電壓絕緣的。這種型式多適用于200～300kV 以下的試驗變壓器。
這種型式的高壓繞組兩端都用高壓套管引出。鐵芯是單相雙柱式。低壓繞組僅繞套在一個柱上，而高壓繞組分成兩部分繞套在兩個柱上，進行串聯結線、高壓繞組的中點與鐵芯相連，其兩端點(A，X)各經一個高壓套管引出。X端接地，高壓繞組對地是按全電壓的一半來考慮絕緣的。這種結構可減輕變壓器內絕緣的負擔。故適用于500～750kV以上的串級試驗變壓器。
這種結構型式是用絕緣筒(通常為酚醛紙筒或環氧玻璃纖維筒)代替油箱和兩個高壓套管。絕緣筒既作為容器又作為外絕緣。其鐵芯也帶二分之一高壓電壓，需用絕緣支柱對地絕緣。但其鐵芯結構與雙套管式不同、兩個柱不是左右排列、而是上下排列。高壓繞組的高壓端A與金屬上蓋連在一起、接地端X以及低壓繞組的兩端a、x均從底座引出。這種結構型式體積小、重量輕，常用于250kV及以下的試驗變壓器。 |
