在高压绝缘试验工作当中，工频耐压一直是检验电气设备绝缘强度最直接有效的手段。随着 110kV、220kV 等级设备试验需求不断增多，普通单台试验变压器很难实现超高工频电压输出，无论是制造难度、设备重量还是现场转运条件都受到很大限制，串级式工频耐压试验装置也就成了现场超高压工频耐压试验的优选设备。

　　串级耐压装置采用多台试验变压器逐级叠加升压的方案。除最底层一级变压器以外，上层每一台变压器都放置在绝缘支架之上，处于悬浮电位状态。第一级变压器除输出高压之外，还依靠自带的串激绕组，为后一级变压器的低压侧提供工作电源，两级输出电压同向叠加，以此得到更高的试验电压。二级、三级串级都是基于这一原理进行拓展。设备通过加装高压硅堆与短路杆，短接硅堆输出交流高压，取下短路杆便可输出直流高压，一套设备能够同时满足交流耐压和直流耐压、泄漏电流测试两项试验工作。

　　整套设备主要分为串级试验变压器单元、智能操作台、绝缘支撑配件以及高压测量部件。变压器分为油浸式与干式两种，现场户外作业优先选用干式串变，绝缘性能稳定，不易漏油。操作台集成调压、电压电流监测、计时以及过压过流击穿保护，升压过程当中一旦试品发生击穿跳闸，保护回路可以迅速切断电源，降低试品以及试验设备受损风险。绝缘支架是串级设备非常关键的配件，上层悬浮变压器对地所有电压全部依靠绝缘支架隔离，支架受潮、开裂、表面脏污都会直接引发闪络故障。高压连接线、接地线缆、分压器负责高压输出与电压采集，保证试验电压读数精准。

　　对比单台高压试验变压器，串级装置最大的优势就是模块化拆分。高电压被拆分成多个电压等级单元，单台变压器重量大幅下降，不需要大型吊车进场，变电站狭小区域、山区野外工地都可以完成拆装。电压组合灵活，可以根据试验对象电压等级选择二级或者三级串接，后期其中一个单元出现故障，也可以单独更换，其余模块继续使用，降低运维成本。同时一机双用，交流、直流耐压试验自由切换，设备利用率更高。

　　但串级式工频耐压装置也存在自身短板，随着串级级数增加，设备整体漏抗会变大，输出带载能力有所下降，对大容量电容性试品试验时要提前核算试验电流，避免出现升压上不去的情况。多级接线节点增多，相比单台变压器更容易出现接线失误，一旦串激绕组接线颠倒，就会造成电压抵消，无法升到目标电压。

　　现场实操环节一定要把控好安全要点。试验开始前全面检查每一级变压器套管、绝缘支架有没有破损受潮，严格按照厂家图纸顺序接线，分清接地端、高压输出端、串激电源端，上层变压器严禁直接落地放置。所有设备外壳、操作台、试品接地端分开接地，保证接地牢靠。交流耐压务必装好短路杆，防止整流效应带来试验电压偏差。升压前调压器回零，升压过程匀速缓慢上升，时刻观察电压电流变化，一旦电流突然飙升、电压跌落，立刻降压断电检查试品。试验结束降压归零，断开电源之后，一定要对高压端和被试设备充分放电，再动手拆除高压引线。

　　现场常见故障当中，电压升不到额定值优先排查串级接线顺序是否出错、接地回路有没有虚接。升压随即跳闸，先区分是过流保护还是试品击穿，电容试品电流偏大可以适当放慢升压速度，如果多次跳闸就要检查高压引线对地距离不足产生的闪络。电压来回波动，大多来自调压器碳刷接触不良、电源不稳或者高压部位产生电晕。无高压输出故障，从操作台控制回路、保险丝、串激供电线路依次排查。

　　目前串级式工频耐压试验装置大量应用在 110kV‑220kV 电缆、互感器、套管、绝缘子、高压开关设备交接以及预防性试验，也适用于高压设备生产厂家出厂检验。在日常使用当中要重视存放环境防潮防尘，每次试验结束清理高压套管与绝缘支架表面污渍，定期校验电压测量系统，严格按照串级接线规程作业，就可以充分发挥出这套设备在超高压工频耐压试验当中的作用。