空载特性曲线是发电机的最基本的特性曲线，也是决定发电机参数及运行特性的重要依据之一。空载特性与其他特性相配合可以求出电压变化率△U%、纵轴同步电抗Xd，保梯电抗Xp、短路比k和负载特性等。 在进行发电机空载特性试验的同时，还可以兼顾进行定子绕组匝间耐压试验、检查定子三相电压的对称性、测定定子绕组的残压。将自动调整励磁装置放在手动位置，退出强行励磁和强行减磁装置，将磁场变阻器R调至最大位置，将差动、过流、接地保护投入运行，合上灭磁开关SD，调节磁场变阻器，慢慢调节励磁电流，逐渐增加励磁电压，每增加额定电压的10% - 15%，应停留片刻，同时读取并记录各仪表的读数和转速值；定子电压的最高值应该是汽轮发电机电压升至额定电压的130%，带变压器时为110%的额定电压，水轮发电机电压升至额定电压的150%（以不超过励磁电流为限）。
对有匝间绝缘的发电机结合进行匝间耐压试验时，应在最高试验电压下进行，持续时间为5min。逐渐减少励磁电流，降低定子电压，每减少额定电压的10% -15%应停留片刻，读取并记录各仪表的指示值和转速，当磁场变阻器退至电阻最大时，拉开灭磁开关。拉开灭磁开关后，保持额定转速，在定子绕组的出线处测量残余电压。且观察发电机是否正常：如有异常，应迅速降搓，切断励磁，查明原因。
测量空载电压的上升值时，电枢电压尽可能达到1。3倍的额定电压。若因磁路饱和达不到上述数值时，应调至最大电压值（即全部励磁回路电阻短路时的值），但应注意励磁电流应不大于1.5-2.5倍的额定电流，并应迅速读数，以免励磁绕组过热。还应注意，在电枢额定电压值附近时，应多取几个点，以便获得较为准确的特性曲线。只允许单方向调节磁场变阻器，以避免因磁滞作用产生误差。要求调节缓慢、平稳，以免调过要求的数值。如电枢不能维持额定转速，试验中应读取转速值，以便将电枢电压换算至额定转速。
防止在电流换向时出现电流为零的时刻，直流电动机是绝对不允许在电流为零的时候运行的，防止飞车，大概是这样的。放置励磁电流为0的时刻，这是绝对不允许，励磁电流为0电枢有电压，这样很危险。在用直流电阻和交流阻抗法初步认定有匝间短路后，又做了空载和短路试验。从如图1-3所示试验曲线可以看出，空载电流较过去增长了180A，即增长了14.5%，空载曲线是下降的。说明转子有匝间短路的可能。逐渐降低电压近于零时再切断励磁电流，记录残余电压值。