CN105374349A - 一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，通过外部吸声隔声的方式降低电容器底部的噪声，针对常规吸声板存在的吸声频带窄等问题，设计采用不同共振吸声频率的铝纤维板和微穿孔板进行组合，并结合隔声实板组成外部复合吸声结构。设计吸声结构为由内而外的铝纤维板、微穿孔板和实板三层板材复合组成。三层板材之间形成两个U形密闭空腔，并在所述微穿孔板以及实板之间填充有多孔吸声材料。内外两层空腔吸声结构设计可以更有效的降低噪声，同时利用外部实板高强度耐腐蚀的特性，可有效的保护内部材料；利用多孔吸声材料在高频段优良的吸声特性，与共振板吸声进行互补组合，进一步扩大降噪结构的吸声频带，提高降噪效果。
Description
技术领域
本发明涉及到高压电力设备噪声控制领域，特别涉及一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪设计方法。
背景技术
随着输电电压等级的不断提高，目前高压直流换流站中滤波设备也出现较为严重的噪声问题，其中电力电容器的噪声是不可忽视的重要部分。根据交流滤波场的实际运行情况，电力电容器主要产生的噪声频率为100Hz、500Hz、600Hz、700Hz、1100Hz、1200Hz、1300Hz等中低频段的噪声，且其噪声的传播方向具有指向性，单台电容器的噪声主要集中在顶面及底面。目前，对于滤波电容器的降噪方法研究，主要有多塔布置、电容器单元交错布置以及设置声屏障等，已有不少换流站采用双塔布置来降低噪声传播距离；单元交错布置还缺乏实际应用且可能对接线造成影响；声屏障因经济性及安全性考虑目前也未得到针对应用。有研究提出双底面、微穿孔板消声、可压缩空气结构等降低单台电容器的措施，具备一定的降噪效果，但吸声频带较窄，且可能造成电容器底部绝缘损失，降低电容器运行可靠性。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，针对现有电力电容器实际产生的噪声特点及频率特性进行吸声设计，有效实现单台电力电容器的外部降噪的一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪设计方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，通过外部吸声隔声的方式降低电容器底部的噪声，针对常规吸声板存在的吸声频带窄等问题，设计采用不同共振吸声频率的铝纤维板和微穿孔板进行组合，并结合隔声实板组成外部复合吸声结构。通过对板厚、孔径、穿孔率、腔深等结构参数进行设计，来提高对目标频段噪声的吸声效果。
一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，其特征在于，设计外部复合吸声结构为由内而外的铝纤维板、微穿孔板和实板三层板材复合组成的凹槽型结构；所述铝纤维板、微穿孔板和实板均为形状相同的U形，且板间留有间隙；铝纤维板、微穿孔板和实板之间通过固定件固定，电力电容器的底侧通过固定件固定在铝纤维板的内侧壁面上；所述微穿孔板以及实板之间填充有多孔吸声材料。
在一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，所述电力电容器的底侧通过固定件固定在铝纤维板的内侧壁面上，铝纤维板、微穿孔板以及实板的上端均密封后形成两个密闭的U形空腔。
在一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，所述多孔吸声材料采用的是超细玻璃棉。
在一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，所述固定件采用铝条进行焊接固定；按照距离电力电容器底部边缘设定的距离进行布置，铝纤维板、微穿孔板和实板之间通过焊接固定连接，铝纤维板与微穿孔板、微穿孔板与实板的板间垂直距离分别为50~80mm和70~100mm,具体距离可根据实际允许条件进行适当调节。外部固定件设置6-8个固定点，将外部降噪结构焊接在电容器底部四个侧面上。
在一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，所述实板采用5~8mm铝板或不锈钢板；微穿孔板的孔隙率为0.5%~1%，穿孔孔径为0.5~0.8mm,板厚为0.5~1mm；铝纤维板的面密度为490g/m2,板厚为1.2mm。
因此，本发明具有如下优点：1.采用复合多层的降噪结构，通过不同共振吸声频率的铝纤维板和微穿孔板进行组合，改善中低频段的吸声效果，同时利用外部实板高强度耐腐蚀的特性，可有效的保护内部材料；2.利用多孔材料在高频段优秀的吸声特性，与共振板吸声进行互补组合，进一步扩大降噪结构的吸声频带，提高降噪效果。
附图说明
图1a所示为电力电容器外部复合吸声降噪结构的结构正视图，
图1b为电力电容器外部复合吸声降噪结构的侧视图，
图1c为电力电容器外部复合吸声降噪结构的俯视图。
图2所示为穿孔纤维复合吸声结构的吸声系数曲线。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，1为铝纤维板，2为微穿孔板，3为实板，4为固定件，5为多孔吸声填充材料。
实施例：
参见图1，本发明提供一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪设计方法，采用不同共振吸声频率的铝纤维板和微穿孔板进行组合，设计外部复合吸声结构为由内而外的铝纤维板1、微穿孔板2和实板3三层板材复合组成的凹槽型结构；所述铝纤维板1、微穿孔板2以及实板3均为形状相同的U形，且板间留有间隙；铝纤维板1、微穿孔板2以及实板3之间通过固定件4固定，电力电容器的底侧通过固定件固定在铝纤维板的内侧壁面上；所述微穿孔板2以及实板3之间填充有多孔吸声材料。
电力电容器的底侧通过固定件固定在铝纤维板1的内侧壁面上，铝纤维板1、微穿孔板2以及实板3的上端均密封后形成两个密闭的U形空腔。在外层空腔中填充有多孔吸声材料，如超细玻璃棉等。通过内部固定件（如铝条）将三层板材固定连接。整个复合吸声降噪结构为凹槽型密闭结构，通过外部固定件与电容器底部侧面进行固定焊接。
对于双层空腔吸声结构，内层为铝纤维板和微穿孔板组合形成的复合吸声结构，其中铝纤维板和微穿孔板都具有较好的低频吸声性能和散热性，但都存在同样的问题，即吸声频带较窄。将铝纤维板和微穿孔板进行组合可以构成双共振吸声结构，大大拓宽材料的吸声频带，使组合吸声板的高效吸声范围很好覆盖整个低频段，具有优异的中低频吸声性能。
由于在电力电容器的振动噪声频谱中，100Hz的工频噪声是其重要组成部分，因而需要对微穿孔板进行改进设计，使其在工频噪声处能够有较高的吸声性能。通过扩大穿孔孔径、降低穿孔率以及增加空腔深度等方法，可以使微穿孔板的共振频率向低频段（100Hz）移动，提供更好的吸声效果。在本实施例中设计微穿孔板的孔隙率为1%，穿孔孔径为0.8mm,板厚为1mm；铝纤维板的面密度为490g/m2,板厚为1.2mm；内外两层空腔的垂直深度分别为60mm和80mm。
对于双层空腔吸声结构，外层为微穿孔板与实板组成的二次吸声结构，在实现二次吸声隔声的同时，可以间接扩大整体吸声空腔的空腔深度，提高低频吸声效果。外层实板采用5-8mm铝板或不锈钢板，高强度、耐腐蚀且具备较强隔声效果。图2所示即为复合吸声结构的吸声系数曲线图。
在外层空腔中充分填充多孔吸声材料，利用多孔材料在高频段优秀的吸声特性，与共振板吸声进行互补组合，进一步扩大降噪结构的吸声频带，提高降噪效果。同时，微穿孔板位于铝纤维板和实板中间，可有效防止外部环境对微孔的堵塞等影响。
固定件分为内部固定件和外部固定件两部分，可采用铝条。内部固定件布置在距离矩形边缘一定距离的位置，可将铝纤维板、微穿孔板和实板通过焊接固定连接，控制板间距离保证所需空腔深度。外部固定件可设置6-8个固定点，将外部降噪结构焊接在电容器底部侧面上，使降噪结构与电容器表面保留10mm左右的间隙，一定程度上降低对电容器表面散热性能的影响。
根据相应仿真验证，该外部吸声降噪结构能够有效的吸收电力电容器底部产生的各频段噪声，具备显著的宽频带降噪效果，在100-1600Hz范围的中低频段具有优异的吸声降噪性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了铝纤维板1，微穿孔板2，实板3，固定件4，多孔吸声填充材料5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (5)
1.一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，其特征在于，外部复合吸声结构为由内而外的铝纤维板（1）、微穿孔板（2）以及实板（3）组合构成；所述铝纤维板（1）、微穿孔板（2）以及实板（3）均为形状相同的U形且板均有间隙；铝纤维板（1）、微穿孔板（2）以及实板（3）之间通过固定件（4）固定，电力电容器的底侧通过固定件固定在铝纤维板（1）的内侧壁面；所述微穿孔板（2）以及实板（3）之间填充有多孔吸声材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，其特征在于，所述电力电容器的底侧通过固定件固定在铝纤维板（1）的内侧壁面上，铝纤维板（1）、微穿孔板（2）以及实板（3）的上端均密封后形成两个密闭的U形空腔。
3.根据权利要求1所述的一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，其特征在于，所述多孔吸声材料采用的是超细玻璃棉。
4.根据权利要求1所述的一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，其特征在于，所述固定件（4）采用铝条进行固定；按照距离电力电容器底部边缘设定的距离进行布置，铝纤维板（1）、微穿孔板（2）和实板（3）通过焊接固定连接，铝纤维板（1）与微穿孔板（2）、微穿孔板（2）与实板（3）的板间垂直距离分别为50~80mm和70~100mm；外部固定件设置6-8个固定点，将外部降噪结构焊接在电容器底部四个侧面上。
5.根据权利要求1所述的一种基于外部复合吸声材料的电力电容器降噪装置，其特征在于，所述实板（3）采用5~8mm铝板或不锈钢板；微穿孔板（2）的孔隙率为0.5%~1%，穿孔孔径为0.5~0.8mm,板厚为0.5~1mm；铝纤维板（1）的面密度为490g/m2,板厚为1.2mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160302 |