工作原理：串級連接的核心是勵磁方式。

它并非簡單的電路串聯。

底部單元（勵磁變壓器）：它的初級繞組接調壓器和電源（0 - 10kV）。它除了有一個高壓繞組（輸出例如50kV）外，還有一個特殊的勵磁繞組（或叫串級勵磁繞組）。這個勵磁繞組為它上一級的中間變壓器提供初級電源。

中間單元和頂部單元（中間/高壓變壓器）：它們的初級繞組并不直接接地，而是由下一級變壓器的勵磁繞組供電。它們自身的箱體（外殼）會對地具有高電位。

例如，第二級變壓器的箱體電位是50kV，第三級（頂部）的箱體電位是100kV。因此，它們必須用絕緣支架支撐起來，與地絕緣。它們也將自身的能量通過高壓繞組串聯疊加到上一級。電壓疊加：最終的高電壓從最頂部的高壓套管輸出。總輸出電壓是各級試驗變壓器高壓繞組電壓的矢量和。

使用方法與步驟：

串級式試驗變壓器的操作比單臺變壓器更復雜，必須嚴格遵守規程。

組裝與接線：

將各級變壓器通過機械結構穩固地堆疊起來，確保絕緣支柱可靠。

用專用的屏蔽電纜連接各級之間的勵磁繞組和高壓繞組。

正確連接接地線。底部單元的箱體必須可靠接地，而中間和頂部單元的箱體處于高電位，絕不能接地。

連接試品與保護電阻：

從頂部單元的高壓套管引出高壓線，先串聯一個保護電阻，再連接到被試品上。

保護電阻用于限制萬一試品擊穿時的短路電流，保護變壓器和測量裝置。

連接測量系統：

通常需要在高壓側接入電容分壓器或測量用互感器，并與高壓測量儀（峰值電壓表）連接。

重要提示：由于串級式變壓器的自身阻抗較大，且負載為容性，“容升效應” 非常顯著。絕不能僅憑低壓側的電壓表讀數乘以變比來估算高壓，必須在高壓側直接測量，否則試驗電壓會嚴重不準且可能損壞試品。

通電試驗：

密切觀察高壓測量儀表的讀數，將其升至規定的試驗電壓值。

保持規定時間（如1分鐘）。

時間到后，再平穩地將電壓降回零，最后切斷電源。

合上電源，通過調壓器從零開始平穩升壓。

放電：

試驗結束后，由于試品電容中儲存了大量電荷，必須使用放電棒通過電阻對被試品進行充分放電，然后才能進行拆線和后續工作。這是至關重要的安全步驟。