一、概述与定义
干式试验变压器是一种专门为电力设备、电工材料进行工频高压绝缘试验而设计的特殊变压器。其核心功能是在实验室内产生可调的高电压、小电流工频交流电源，用以模拟电气设备在正常运行条件下所承受的电压应力，或检验其绝缘耐受强度。与传统的油浸式试验变压器不同，干式试验变压器采用固体绝缘材料(如环氧树脂)作为主绝缘介质，因而具有无油、防火、防爆、免维护、便于运输等显著特点，已成为高电压试验领域的主流设备。
二、工作原理与核心技术特征
干式试验变压器基于电磁感应原理，其基本工作方式与电力变压器无异。但在具体设计和性能上，针对试验用途进行了特殊优化，具备以下核心技术特征：
高电压、小容量设计：
试验变压器的核心任务是产生高电压，而非输送大功率。因此，其额定容量相对较小(通常为几kVA到几百kVA)，但输出电压高(可达数百kV)。设计上采用细线径、多匝数的高压绕组，以获得高变比。其短路阻抗较大，能在试品击穿时有效限制短路电流，保护变压器自身和试验电路。
严格的电压波形与稳定性要求：
根据国际标准(如IEC60060-1)和国家标准(如GB/T16927.1)，高电压试验要求施加电压的波形畸变率尽可能小(通常要求总谐波畸变率THD<5%)。干式试验变压器通过优化磁路设计(如采用高品质冷轧硅钢片、低磁通密度设计)和绕组结构，有效抑制空载电流谐波，确保输出电压波形为正弦波，为试验结果的准确性提供基础。
先进的固体绝缘技术：
“干式”的核心在于其绝缘介质。通常采用环氧树脂通过真空浇注工艺将高压绕组和铁芯进行包封。这一工艺具有以下关键优势：
优异的电气性能：环氧树脂具有高绝缘强度、耐电弧性和耐局部放电性能，能可靠承受试验过程中的高电场强度。
机械强度：固化后的环氧树脂形成一个坚固的整体，使变压器绕组能承受巨大的电磁力，防止因短路电动力造成的绕组变形或损坏。
良好的热稳定性与散热性：环氧树脂导热性优于空气，能将绕组热量传导至外壳。通常设计有散热风道，并可配备强制风冷系统(如内置风机)，进一步提高散热能力，保证在额定容量下持续工作。
环境适应性：封装结构使变压器免受环境湿度、灰尘、化学腐蚀的影响，适用于复杂室内环境。
灵活的输出电压调节：
试验变压器本身不具备调压功能，需与调压装置配合使用。常见的配套方案包括：
电动调压器：通过电机带动碳刷在自耦变压器绕组上滑动，实现平滑无级调压。结构简单，成本较低。
感应调压器：输出电压波形好，调节范围广，但体积较大。
电子式调压电源(如变频串联谐振装置)：这是目前更先进的方式，尤其适用于大容量、高电压试验。它能显著降低所需电源容量，并提供极其纯净的正弦波电压。
三、典型结构类型
干式试验变压器主要有两种结构形式：
单相铁壳式结构：
这是最常见的结构。高压绕组和低压绕组同心套设在铁芯柱上，整体用环氧树脂真空浇注成一体。铁芯和绕组被封装在接地的金属外壳内。外壳兼具机械防护、散热风道和屏蔽作用。结构紧凑，机械强度高，安全性好。
绝缘筒式结构：
高压绕组直接绕制在一个环氧玻璃布材质的绝缘筒上，层间采用绝缘材料隔离。这种结构重量更轻，散热面积更大，但机械强度相对铁壳式稍弱。
四、主要应用领域
干式试验变压器广泛应用于以下高电压试验场景：
工频耐压试验：检验电工产品(如电力电缆、高压开关、变压器、发电机、绝缘子等)的绝缘强度是否符合标准。这是其最核心、最典型的应用。
局部放电测量：作为无局部放电电源，为进行局部放电测量的试品提供高压。这对变压器自身的局部放电水平有高标准(通常要求其自身局放量<5-10pC)。
介质损耗角正切值(tanδ)测量：为西林电桥等测量电路提供高压电源。
科学研究与教学实验：在高校和科研院所的高电压实验室内，用于进行气体、液体、固体绝缘材料的击穿特性研究。
