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工頻耐壓試驗裝置是由試驗變壓器和控制箱或者控制臺組成，其中控制箱或控制臺是集調壓器、測量、控制、保護及信號等部分組成的一體化裝置。
高壓試驗變壓器采用單框芯式鐵芯，初級繞組繞在鐵芯上，測量繞組和高壓繞組采用絕緣筒繞制并套在初級繞組外，系同軸布置結構。通過調節控制箱或控制臺內的調壓器輸出電壓，接入高壓試驗變壓器的初級繞組，根據電磁感應原理，可獲得需要的高壓電壓。
工頻高壓試驗裝置的工作原理圖見下圖。
三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的接線原理見上圖。串級高壓試驗變壓器有很大的優越性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套使用，價格更優惠。
在上圖中，在第一級和第二級的每個單元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺串級試驗變壓器基本原理中，低壓電源加在試驗變壓器Ⅰ的初級繞組a1x1上，單臺試驗變壓器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第二級試驗變壓器Ⅱ的初級繞組供電；第二級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第三級試驗變壓器Ⅲ的初級繞組供電。第二級試驗變壓器Ⅱ和第三級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器Ⅰ的箱體是接地的。這樣第一級、第二級、第三級試驗變壓器對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。
工頻耐壓試驗裝置適用于電力系統、工礦企業、科研部門等對各種高壓電氣設備、電器元件、絕緣材料進行工頻高壓下的絕緣強度試驗。
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