本文主要介绍了美式箱变因其独有的特点，如结构合理、安装便捷、体积小、造价低、操作方便、安全可靠等，在茂名供电局城网改造中被广泛使用。但美式箱变也不尽完美，其在使用过程中也出现不少问题，如避雷器自爆引起箱变烧毁的问题；环网负荷开关操作给终端用户带来麻烦的问题；由电缆头燃烧引发的箱变烧毁的问题，本文通过总结这些问题，并经过科学分析决策，最终解决了这些问题，在不断完善美式箱变功能的同时，使其更好的为人们服务。

　　关键词：美式箱变 应用 问题 解决办法

　　0 引言

　　近年来，经济不断发展，人们对生活质量要求越来越高，对衣食住行方方面面都有了更高的要求，希望居住环境和居住条件有更高层次的提高，希望居住的居民小区里不要占用过多的绿化面积，各种布线和管道都隐蔽等等。美式箱变应运而生，它能保证供电的可靠性，提供高质量的电能，同时减少占地增加绿化面积，无需用架空线。美式箱变是将变压器、高压负荷开关、全范围保护熔断器组等元件共装于一个箱体内，以油作为绝缘和灭弧介质，暴露于空气中的箱体，散热效果好、占地面积小，造价低，不受外界环境的影响，适用于各种场合，因此，茂名供电局在城市电网改造中，美式箱变作为电网终端设备被广泛应用。

　　1 美式箱变的结构特点以及电气原理

　　美式箱变主要由前后两部分组成：前面为高、低的压操作间隔，操作间隔也包括有负荷开关、高低压端子、调压分接开关和插入式熔断器的操作手柄、压力阀、油温计、油位计、注油孔、放油阀等；后面为注油式箱体、散热器和变压器绕组、铁芯、高压负荷开关及保护熔断器均放置在储油铁箱中。箱体采用隐蔽式高强度螺栓及耐油橡胶垫密封箱盖，是全封闭结构的，可承受大约0.5kg/cm2表压。箱体在设计上充分考虑了放水、安全性和操作方便的要求，只有在打开低压箱后才能打开高压箱。

　　美式箱变的连接组别采用/Y，因为其零序电流和三次谐波电流是在高压绕组的闭合回路内流通，每个铁芯柱上的总零序磁势和三次谐波磁势几乎等于零，所以低压中性点电位不漂移，各相电压质量高；同样，由于雷电流也可以在高压绕组的闭合回路内流通，雷电流在每个铁芯柱上的总磁势几乎等于零，消除了正，逆变换过电压，所以防雷性能好。

　　美式箱变的电气原理图（见下图1）：

　　2 美式箱变在使用中出现的问题及解决办法

　　美式箱变在居民住宅小区中的广泛应用，大大提高了茂名市区居民供电的可靠性和电能质量，同时美化了市区街道景观，它的一体化设计，也减少了维护检修量，但在美式箱变的使用过程中，一些不足之处也逐渐暴露出来。

　　2.1 避雷器额定电压过低，引起自爆，导致箱变烧坏 问题及分析：在箱变的使用过程中，前些年，在用电高峰期，有两台美式箱变因避雷器爆炸引起高压相间短路，烧毁箱变的事故。事故发生时间都不是在雷雨天气，查看防雷系统也没有发现周围有落雷电记录，所以分析应该属于避雷器自爆现象。经过与厂家技术人员一起现场调查，诊断结果为：箱变避雷器选用的额定电压偏低，造成了避雷器的爆炸。因为避雷器的原理是一种过电压限制器，当发生过电压时，避雷器就会先行发生放电，对过电压的上升造成抑制，从而控制避雷器两端子间的电压在规定值的范围内，使得变压器避免受到过电压的侵袭而损坏，过电压发生过后，整个系统迅速恢复到正常状态。但是在发生单相接地故障时，电网仍处在运行状态，这时，非故障相电压就会上升为线电压。而在持续运行电压UC低于电网电压的最大值时（对应于10kV的电网，应取UC≥12kV），避雷器就会爆炸，引起箱变烧坏。

　　解决办法：经过科学分析，我们认为箱变处避雷器用处不大，决定拆除纯电缆电源的箱变避雷器，理由有三：①开关站（变电站）处已经安装避雷器；②箱变电源都是电缆供电，电缆埋于地下，不易引雷；③箱变是/Y接线，本身的防雷性能好（如本文上述）。拆除避雷器后，在避雷器端口安装600A的绝缘帽，确保相间绝缘。经过2011年一年，直到现在都未再发生由于避雷器爆炸而引起箱变烧坏的事故。

　　2.2 环网负荷开关操作带来的问题 问题及分析：在美式箱变中，断电检修的时候，在用手转动环网负荷开关时，环网线路会出现开环断电现象，断电时间约为开关柱端口间转换时间，一般为15～22ms，影响环路的正常供电。以整个回路由四位置负荷开关为“T”型开关为例，当Ⅰ电源供电端发生故障需要断电检修时，需由Ⅱ电源供电，将手动转换环网负荷开关由Ⅰ－Ⅱ环网变压器转至Ⅱ电源的瞬间，会造成变压器瞬间断电，给终端用户带来不必要的麻烦和损失。（如图2所示），解决办法：经过查阅大量相关资料，并进行反复试验，最后发现若配置双负荷开关，就会避免短时开环断电的现象。即串连两位终端负荷开关于四位置负荷开关的环网负荷开关之后，当需要断电检修时，不用转换环网开关，即保持原来运行状态不变，而通过打开终端负荷开关进行操作，环网线路的短时断电现象就避免了，保证乐环路的供电正常。这种配置成本较低，同时消除了终端用户不必要的麻烦，大大提高了供电服务的质量。

　　2.3 由电缆头燃烧引发的事故 问题及分析：2011年5月20日，我局在市区的一台箱变着火烧毁。事故发生时，先是听到“啪、啪”的声音，紧接着冒出浓浓的黑烟，随后，大火蔓延至低压室，引起低压室着火。打开箱变顶盖，发现负荷开关室油已漏完。事故原因为电缆头安装不细致，施工工艺较差，高压端子与接线鼻接触面太小（见图3），使得紧固螺杆（φ16cm，铜镀银材料）承担了很大载流任务，而该紧固螺杆是非主载流体的。长时间运行造成该处严重发热，电阻加大，该相电缆头及其周围附近高温过热，电缆头的外绝缘迅速老化损坏，引起单项接地，产生电弧烧坏绝缘层及套管，电缆插头对套管底座的应力造成变压器油（国产＃25）外漏并燃烧，燃烧顺着箱变底部向低压室蔓延，造成低压室仪表等设备烧毁。

　　在美式箱变中，由于电缆安装的线径较粗（150mm2），所以比较硬，使得电缆插头对套管底座存产生应力，套管处于一直受力状态。而由于美式箱变的共箱机构，铁芯的震动传到了电缆头及与之相连的套管上。套管和变压器箱体之间的连接在震动和应力长时间作用下就会产生变形，同时由于器身内部有正压力，造成了变压器油向外渗漏，电缆的绝缘被破坏了，严重的时候还会造成绝缘被击穿，引起接地故障。

　　解决办法：电缆在安装的时候，一定要截取合适长度的电缆，弧度弯曲合理。在拧紧螺栓时，不要感到拧不动就认为拧到位了，一定要拧到听见“咔嚓”声。特别需提醒注意的是，安装正确的标准是：量取T型电缆头的三相高度一致。

　　3 结束语

　　美式箱变的出现，给人们的生产生活带来了巨大的改变，受到广大供电部门的青睐，它以其独特的优越性在居民住宅小区中的应用越来越广泛，尽管在设计中采取了许多措施，但还是存在着一些美中不足的缺点，例如本文上述问题。不过我们相信，随着科学技术的进步、配电自动化的发展，以及广大电力行业技术工作人员的实践总结，美式箱变的功能将会更加完善。

　　参考文献：

　　[1]陈亮.《箱式变电站设计选型加工工程安装标准技术实用手册》.2005年.天津电子出版社.

　　[2]组合式变压器安装使用说明书（北京科锐变压器厂）.

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