CN107452491A - 一种电抗器用降噪系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电抗器用降噪系统，包括保护伞，本体隔声罩，及与本体隔声罩连接的上、下消声器，并通过隔振器、法兰及螺栓进行组装、密封的整体性降噪系统；该降噪系统针对电抗器的噪声与振动进行控制，通过吸声、隔声、消声、隔振等多项措施，控制电抗器的噪声排放，降低对周围环境的影响；本发明的降噪系统根据电抗器不同位置的噪声振动控制功能需求，应用不同体系结构材料、降噪材料及优化的装配工艺，有效满足了不同频谱噪声的控制；本发明通过材料应用的优选，避免了涡流损耗导致的发热，并能保证设备的正常散热。本发明提供的技术方案结构简单，便于操作，实用性强，生产成本低。

Description

一种电抗器用降噪系统

技术领域

本发明涉及一种降噪系统，具体讲，涉及一种电抗器用降噪系统。

背景技术

随着大型直流输电项目逐渐增多，换流站的噪声问题日益引起人们的关注。换流站的主要声源有四类：换流变压器、并联电抗器、滤波电容器和平波电抗器；换流变压器和并联电抗器一般采用Box-in等隔声罩方式控制噪声，此降噪技术已相当成熟，降噪效果明显；但针对滤波电容器和平波电抗器的噪声控制措施相形见绌。

为减少直流的谐波、降低直流系统故障引起的电流和提高高压直流输电系统的动态稳定性，在换流站直流侧和直流输电线路间串联平波电抗器运行时，工作电流由若干谐波电流和直流电流组成，它们产生多种频率的振动磁场力和稳定不变的静态磁场力，前者产生电磁噪声。

平波电抗器的降噪措施目前一般采用隔声罩的辅助降噪能最大限度的保证设备运行，且不影响原结构设计。此种方式有在电抗器顶部安装保护伞，防雨并开多孔以便散热；用填充或不填充矿物质棉的桶状隔声罩包封外侧；在声压级最大、经地面反射噪声尤为显著的电抗器底部设置消声百叶、加长桶状罩。公开号为CN104952600A的中国专利申请公开了一种滤波电抗器通风隔声罩，其上部设有一个直径远小于电抗器直径的50％的排风通风路径，不能有效排风，其中消声百叶设于隔声罩下部，而百叶内未设消声片，电抗器本体噪声直接传至地面，经地面反射后向四周传播，其降噪效果差。公开号为CN204087973U的中国专利申请公开了一种用于干式电抗器的防雨隔声罩，该罩采用隔声材料降噪，罩内无吸声体，根据降噪设计原理，有效的降噪办法是吸声+隔声的组合更可取，该专利披露的降噪效果仍有极大的改进空间；公开号为CN204087974U的中专利公开了一种用于干式电抗器的侧隔声罩，该罩由分块拼装而成，致使泄漏比增加，隔声效果差；同时，该已有技术披露的隔声罩内侧设有吸音棉，降噪领域的吸音棉一般指常规矿物质棉，例如岩棉、玻璃棉等，而上述吸音棉如不经任何改性处理或包覆处理，极易受潮、塌陷、霉变或污秽，发生放电等危险现象。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是为了有效控制不同频谱的噪声，避免涡流损耗导致的发热，保证设备的正常散热，提供的一种电抗器用高效降噪系统。本发明针对平波电抗器结构及降噪基本原理进行局部细化、整体优化；本发明的降噪系统由保护伞、上消声器、本体隔声罩、下消声器构成，并通过隔振器、法兰及螺栓进行组装、密封的整体性降噪系统；该降噪系统针对空心平波电抗器的噪声与振动进行控制，通过吸声、隔声、消声、隔振等多项措施，控制空心平波电抗器的噪声排放，降低对周围环境的影响；该降噪系统根据电抗器不同位置的噪声振动控制功能需求，应用不同体系结构材料、降噪材料及优化的装配工艺，有效满足了不同频谱噪声的控制；本发明通过材料应用的优选，避免了涡流损耗导致的发热，并能保证设备的正常散热。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电抗器用降噪系统，该降噪系统包括保护伞，本体隔声罩，及与所述本体隔声罩连接的上、下消声器；所述保护伞通过支柱与所述上消声器连接；所述本体隔声罩通过法兰与上、下消声器固定连接；平波电抗器本体设置于所述本体隔声罩内，且该平波电抗器本体与穿过所述下消声器的绝缘支柱连接；所述上、下消声器、本体隔声罩的结构为圆柱桶形，且圆柱桶壁外侧均设置有隔声板。

进一步的，所述支柱为设有螺纹孔的酚醛树脂支柱，直径为M16～M40；所述法兰宽度为10cm；所述法兰间采用螺栓固定连接，并用密封胶对法兰接缝密封；且法兰上均设置有螺栓孔。

进一步的，所述螺栓为酚醛树脂螺栓或奥氏体不锈钢螺栓等非金属材质的螺栓。

进一步的，所述圆柱桶壁厚度为3～15cm，所述隔声板为3～5cm的玻纤增强环氧树脂板。

进一步的，所述保护伞内的面板和吸声材料组成吸声体并呈圆锥形；所述保护伞的吸声体形成的圆锥底面直径与上消声器的外径相同；所述保护伞的支架为玻纤增强环氧树脂材料；所述保护伞的内部吸声体材料为穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉或聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉；所述吸声体材料与保护伞支架采用酚醛树脂螺栓进行紧固连接。由此，保护伞使用的全部材料均为非金属材料，避免出现涡流损耗发热。

进一步的，所述上、下消声器的结构为外径相等的圆柱桶形，且均由桶壁和消声片组成；所述圆柱桶内径大于电抗器本体直径20～40cm，圆柱桶壁厚度为3～15cm。

进一步的，所述桶壁由外侧隔声板及内侧的吸声材料构成；所述隔声板为3～5cm的玻纤增强环氧树脂板；所述吸声材料为穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉或聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉。

进一步的，所述圆柱桶内由具有一定间隙的消声片填充；所述消声片的间隙为15～20cm。

进一步的，所述消声片为直板，消声片厚度为15～20cm。

进一步的，所述消声片内侧采用穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉构成。

进一步的，所述消声片内侧采用聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉；所述微穿孔吸声板与改性玻璃棉组成吸声层后再由2层5～10mm厚聚碳酸酯板隔开(即每片消声片结构材料为：微穿孔板、改性玻璃棉、两层聚碳酸酯板、改性玻璃棉、微穿孔板)。

进一步的，所述穿孔聚碳酸酯板、聚碳酸酯微穿孔板的厚度为1～10mm，无纺布密封玻璃棉厚度14～19.9cm。

进一步的，所述上消声器高度≥100cm，所述下消声器高度≥150cm；所述下消声器的圆柱桶内设置有绝缘支柱孔，以便绝缘支柱与电抗器本体的连接。

进一步的，所述本体隔声罩圆柱桶外径与上、下消声器的外径相等；所述本体隔声罩的圆柱桶壁上设置有电缆进出线孔隙，分别为上侧电缆进出线孔隙和下侧电缆进出线孔隙，两处进出线孔隙与平波电抗器本体星形架位置相对应；本体隔声罩与下消声器连接处还设置有本体隔声罩下底板。

进一步的，所述本体隔声罩的桶壁由外侧隔声板及内侧的吸声材料构成，所述吸声材料为穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉或聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉。

进一步的，所述本体隔声罩的桶壁仅由隔声板构成。

进一步的，上消声器采用铝制星形架支撑，并与电抗器本体的星形架通过隔振器(橡胶阻尼器)连接紧固；连接紧固采用奥氏体不锈钢螺栓；橡胶阻尼器可隔绝电抗器本体的振动传递给上消声器，奥氏体不锈钢为非导磁材料。

进一步的，所述保护伞、上消声器、本体隔声罩、下消声器由上至下组成的平波电抗器高效降噪系统为整体刚性结构，该结构仅在上消声器星形架位置与电抗器上星形架通过隔振器连接(仅通过隔振器与平波电抗器本体连接)，其余位置均无刚性接触，保证了振动无法传递给该降噪系统。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

(1)本发明提供的技术方案可实现高效降噪。本发明的降噪系统针对空心平波电抗器的噪声与振动进行控制，通过吸声、隔声、消声、隔振等多项措施，能实现高效率的降噪。

(2)相对于原有平波电抗器结构，本发明的降噪系统在电抗器的上下部填充具有一定间隙的直板消声片的消声器，消声器布置在空气流通通路上，直板消声片间的通流面积达到本体隔声罩内径截面积的50％以上，通过计算，可完全满足绕组发热的自然通风冷却，有效降消声，具有更为优良的消声效果和通风效果；本发明中的保护伞，通过吸声和隔声组合，具有更为有效的降噪效果；本发明中的本体隔声罩为整体结构，不需要拼接，应用适用性、隔声效果显著。

(3)本发明提供的技术方案可避免涡流损耗发热。本发明的保护伞、本体隔声罩所用材质均为非金属材料；上下消声器除支撑用星形架为全铝材质及螺栓为不锈钢材质外，所用其他材质均为非金属材料，而金属铝及不锈钢均为非铁磁材料，达到切割磁感线面积最小，均为平行磁感线方向布置；本发明采用上述材料设计不会因涡流产生发热。

(4)本发明提供的技术方案可保证高耐候性。降噪系统的所有材料均按照Q/GDW11277变电站降噪用材料和降噪装置技术要求进行沙尘、雨淋等耐候性能测试，所用材料性能保留率均在85％以上；该降噪系统对污秽、潮湿具有服役耐久性；本发明中的本体隔声罩，内层吸声材料可有多重选择，包括改性玻璃棉、微穿孔板等。应用适用性、隔声效果显著。

(5)本发明提供的技术方案结构简单，便于操作，实用性强，生产成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为保护伞A的主视图；

图2为保护伞A的俯视图；

图3为上消声器B的主视图；

图4为图3中E-E的剖视图；

图5为本体隔声罩C的主视图；

图6为图5中F-F的剖视图；

图7为下消声器D的主视图；

图8为图7中G-G的剖视图；

图9为保护伞、上下消声器与本体隔声罩的组装图；

图中：A、保护伞；B、上消声器；C、本体隔声罩；D、下消声器；

1、吸声体面板；2、支架；3吸声材料；4、上消声器下沿法兰；5、隔声板；6、消声片间隙；7、消声片；8、本体隔声罩下底板；9、电缆进出线孔隙；12、平波电抗器本体；13、本体隔声罩上沿法兰；15、本体隔声罩下沿法兰；17、下消声器上沿法兰；20、绝缘支柱；22、不锈钢螺栓；24、酚醛树脂螺栓；25、隔振器；27、酚醛树脂支柱。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，提供了一种保护伞A，保护伞A由支架2、吸声体面板1及吸声材料3组成；该保护伞A内的吸声材料和面板组成的吸声体设置为圆锥形，保护伞A内的吸声体形成的圆锥底面直径与上消声器B的外径相同；保护伞A的支架2为玻纤增强环氧树脂材料；保护伞A的内部吸声体材料为穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉或聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉；该吸声体材料与保护伞支架2采用酚醛树脂螺栓24进行紧固连接；由此，保护伞A使用的全部材料均为非金属材料，避免出现涡流损耗发热。

如图3和图4所示，提供了一种上消声器B，上消声器B的结构为圆柱桶形，且由桶壁和消声片7(内部填充消声片7)组成；上消声器B高度≥100cm；圆柱桶内径大于电抗器本体直径20～40cm，圆柱桶壁厚度为3～15cm。桶壁由外侧隔声板5及内侧的吸声材料3构成；隔声板5为3～5cm的玻纤增强环氧树脂板；吸声材料3根据需要可选择穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉，或以聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉。上消声器B下沿有宽度10cm带螺栓孔的法兰。

上消声器B圆柱桶内由具有一定间隙的消声片7填充；消声片7的间隙为15～20cm；消声片7为直板；消声片7厚度为15～20cm；消声片7的材料根据需求可选择：一类其内侧采用穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉构成；另一类消声片7内侧采用聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉，微穿孔吸声板与改性玻璃棉组成吸声层后由2层5～10mm厚聚碳酸酯板隔开(即每片消声片7结构材料为：微穿孔板、改性玻璃棉、两层聚碳酸酯板、改性玻璃棉、微穿孔板)。此外这两类材料中聚碳酸酯穿孔面板和聚碳酸酯微穿孔板厚度为1～10mm，无纺布密封玻璃棉厚度14～19.9cm。

如图5和图6所示，提供了一种本体隔声罩C，本体隔声罩C的结构为圆柱桶形；圆柱桶壁上设置有电缆进出线孔隙9，本体隔声罩C与下消声器D连接处还设置有本体隔声罩C下底板8；本体隔声罩C圆柱桶外径与上、下消声器D的外径相等，圆柱桶壁厚度为3～15cm。本体隔声罩C桶壁的上下沿设有宽度10cm带螺栓孔的法兰。

本体隔声罩C的圆柱桶壁的材料根据需求可选择：一类为桶壁由外侧隔声板5及内侧的吸声材料3构成，隔声板5为3～5cm的玻纤增强环氧树脂板；吸声材料3为穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉或以聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉。另一类为该桶壁仅由隔声板5构成，隔声板5为3～5cm的玻纤增强环氧树脂板。

本体隔声罩C包裹着平波电抗器本体12，并在圆桶壁上设有两处进出线孔隙，分别为上侧电缆进出线孔隙9和下侧电缆进出线孔隙9，两处进出线孔隙与平波电抗器本体12的两个星形架位置相对应。

如图7和图8所示，提供了一种下消声器D，下消声器D的结构为圆柱桶形，且由桶壁和消声片7(内部填充消声片7)组成；下消声器D高度≥150cm；下消声器D的圆柱桶内设置有绝缘支柱20孔，以便绝缘支柱20与电抗器本体的连接；圆柱桶内径大于电抗器本体直径20～40cm，圆柱桶壁厚度为3～15cm；桶壁由外侧隔声板5及内侧的吸声材料3构成；隔声板5为3～5cm的玻纤增强环氧树脂板；；吸声材料3根据需要可选择穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉，或以聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉。下消声器D上沿有宽度10cm带螺栓孔的法兰。

下消声器D圆柱桶内由具有一定间隙的消声片7填充；消声片7的间隙为15～20cm；消声片7为直板；消声片7厚度为15～20cm；消声片7的材料根据需求可选择：一类其内侧采用穿孔聚碳酸酯板并内附无纺布密封的改性玻璃棉构成；另一类消声片7内侧采用聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附无纺布密封的改性玻璃棉，微穿孔吸声板与改性玻璃棉组成吸声层后由2层5～10mm厚聚碳酸酯板隔开(即每片消声片7结构材料为：微穿孔板、改性玻璃棉、两层聚碳酸酯板、改性玻璃棉、微穿孔板)。此外这两类材料中聚碳酸酯穿孔面板和聚碳酸酯微穿孔板厚度为1～10mm，无纺布密封玻璃棉厚度14～19.9cm。

如图9所示，提供了一种电抗器用降噪系统，该降噪系统由上至下依次包括保护伞A、上消声器B、本体隔声罩C和下消声器D；保护伞A通过带螺纹的酚醛树脂支柱27与上消声器B连接，酚醛树脂支柱27上下端均有螺纹孔，可用酚醛树脂螺栓24进行紧固，酚醛树脂支柱27直径为M16～M40；电抗器设置于所述本体隔声罩C内，且该电抗器与穿过所述下消声器D的绝缘支柱20连接。

本体隔声罩C与上消声器B的连接：本体隔声罩C上下沿均有宽度10cm的法兰，法兰均设置有螺栓孔；本体隔声罩C通过上沿法兰与上消声器B下沿法兰4采用酚醛树脂螺栓24连接，并采用密封胶对法兰接缝密封。

本体隔声罩C与下消声器D的连接：本体隔声罩C上下沿均有宽度10cm的法兰，法兰均设置有螺栓孔；本体隔声罩C通过下沿法兰与下消声器D上沿法兰17采用奥氏体不锈钢螺栓22连接，并采用密封胶对法兰接缝密封。

上消声器B采用铝制星形架支撑，并与电抗器本体的星形架通过隔振器25(橡胶阻尼器)连接紧固；连接紧固采用奥氏体不锈钢螺栓22；橡胶阻尼器可隔绝电抗器本体的振动传递给上消声器B，奥氏体不锈钢为非导磁材料；

保护伞A、上消声器B、本体隔声罩C、下消声器D由上至下组成的平波电抗器高效降噪系统为整体刚性结构，该结构仅在上消声器B星形架位置与电抗器上星形架通过隔振器25连接(仅通过隔振器25与平波电抗器本体12连接)，其余位置均无刚性接触，保证了振动无法传递给该降噪系统。

在上消声器内部填充直板消声片，可使消声量达15dB以上，同时在上消声器的顶部安装保护伞，能进一步使消声量可达18dB以上；本发明在下消声器内部填充直板消声片，可使消声量达20dB以上。本体隔声罩采用的三种结构分别为：改性玻璃棉吸声+隔声板，微孔板+玻璃棉+隔声板，隔声板；三种结构的隔声量依次为25dB、30dB、20dB。经实际测量，在工频、75Hz、150Hz、200Hz四种工况下进行测试，三种结构的本体隔声罩与“保护伞、上下消声器”组成的降噪系统，最终经换算为A计权声压级降噪量依次为：15dB、18dB和14dB。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电抗器用降噪系统，其特征在于，该降噪系统从上至下依次包括保护伞(A)、上消声器(B)、本体隔声罩(C)及下消声器(D)；所述本体隔声罩(C)通过法兰与上、下消声器连接；所述保护伞(A)的吸声体面板(1)与吸声材料(3)构成吸声体；所述上、下消声器及本体隔声罩(C)为外径相等的圆柱桶形，且圆柱桶壁外侧均设置有隔声板(5)；所述上、下消声器的圆柱桶内设有消声片(7)填充。

2.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述保护伞(A)与上消声器(B)间设有酚醛树脂支柱(27)；所述酚醛树脂支柱(27)设有螺纹孔，该支柱直径为M16～M40。

3.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述法兰宽度为10cm，且法兰间采用螺栓固定；所述螺栓为酚醛树脂螺栓或奥氏体不锈钢螺栓。

4.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述保护伞(A)的吸声体由上下两圆锥形罩体构成，该圆锥形吸声体与保护伞支架(2)用酚醛树脂螺栓连接。

5.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述隔声板(5)为玻纤增强环氧树脂板，所述圆柱桶内径大于电抗器本体直径20～40cm；所述圆柱桶壁厚度为3～15cm，且该圆柱桶的桶壁由外侧隔声板(5)和内侧吸声材料(3)组成。

6.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述消声片(7)为厚度15～20cm的直板形，消声片(7)的间隙为15～20cm。

7.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述消声片(7)的结构为内附改性玻璃棉的穿孔聚碳酸酯板，或者是以聚碳酸酯板为基材的微穿孔吸声板并内附改性玻璃棉，且该微穿孔吸声板与改性玻璃棉组成吸声层后再由2层厚聚碳酸酯板隔开。

8.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述上消声器(B)高度≥100cm，所述下消声器(D)高度≥150cm。

9.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，平波电抗器本体(12)设置于所述本体隔声罩(C)内，且该平波电抗器本体(12)与穿过所述下消声器(D)的绝缘支柱(20)连接；所述本体隔声罩(C)的圆柱桶壁上设有电缆进出线孔隙(9)。

10.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述上消声器(B)采用铝制星形架支撑，并与平波电抗器本体(12)的星形架通过隔振器(25)连接，连接紧固用奥氏体不锈钢螺栓。