CN111816412A - 降噪电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降噪电抗器，涉及电抗器技术领域，包括缓冲座、箱体、铁芯柱以及线圈，缓冲座的内部设有第一弹性件；箱体设置于缓冲座的上方；铁芯柱设置于箱体内，铁芯柱为矩形中空柱体，且设有若干个自下而上层叠设置的硅钢片；线圈绕设于铁芯柱的外周。本发明提供的降噪电抗器，利用缓冲座的第一弹性件实现上下方向上振动的吸收和减缓，降低对外界环境的噪声，避免了对外界造成的干扰，多个中空矩形板状的硅钢片层叠形成铁芯柱，使铁芯柱的外周形成光滑的剪切面，提高了铁芯柱外侧面的光滑性，避免产生电磁振动，有助于降低铁芯柱的振动、减小铁芯柱的噪声级。

Description

降噪电抗器

技术领域

本发明属于电抗器技术领域，更具体地说，是涉及一种降噪电抗器。

背景技术

为补偿变电站的感性无功，含有干式铁芯串联电抗器的无功补偿装置被广泛应用。串联电抗器主要用来限制短路电流，能在电路中起到阻抗的作用。

干式铁芯串联电抗用于低压无功补偿柜中，与电容器相串联，当电网中有大量整流、变频等谐波源时，其产生的高次谐波会严重危害其它电器设备的安全运行。电抗器与电容器相串联后，能有效地吸收电网谐波，改善系统的电压波形，提高系统的功率因数，并能有效地抑制合闸涌流及操作过电压，有效地保护了电容器。

一些变电站中的电抗器在运行时会产生高分贝的振动噪声，不仅造成严重的环境噪声污染，极大地影响了人们的日常生活和身心健康，而且对相关设备本身也会产生严重损害，比如可能导致铁芯松动、绕组变形、温升增大，这些现象不仅对电气设备抵御短路电流冲击的能力产生巨大威胁，而且可能造成电气设备绝缘强度的进一步降低，严重影响电网的稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降噪电抗器，以解决现有技术中存在的电抗器噪声过大影响周边声环境，且对设备造成较大影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种降噪电抗器包括缓冲座、箱体、铁芯柱以及线圈，缓冲座具有开口向上的空腔，空腔内设有向上延伸的第一弹性件；箱体的底面与第一弹性件的上端相连，且位于缓冲座的上方；铁芯柱设置于箱体内，铁芯柱设有若干个自下而上层叠设置的硅钢片，硅钢片为矩形中空板状构件，铁芯柱的上下两侧分别设有上轭和下轭，上轭和下轭通过若干个连接件相连；线圈绕设于铁芯柱的外周。

作为本申请另一实施例，铁芯柱的每个侧边的外周分别沿竖直方向绕设有用于固定若干个硅钢片的捆扎框，捆扎框位于硅钢片的侧边的中部。

作为本申请另一实施例，捆扎框的顶部设有上下贯通的延展缝，捆扎框的内壁与最上层的硅钢片之间还设有楔形顶紧件。

作为本申请另一实施例，铁芯柱与上轭以及铁芯柱与下轭之间分别设有绝缘层，绝缘层的外周设有若干层向外延伸的绝缘叶片，若干层绝缘叶片由上而下顺次排布。

作为本申请另一实施例，铁芯柱的外周设有用于螺旋绕设线圈的线圈架，线圈架的外周还设有用于分隔线圈的相邻两圈线缆的分隔块。

作为本申请另一实施例，硅钢片的四角处设有弧形倒角。

作为本申请另一实施例，缓冲座包括座体、减振层、安装板以及滑动套筒；座体设有向上设置的开口；减振层设置于座体的内底部；安装板设置于座体内，且位于减振层上方，第一弹性件设置于安装板与箱体之间；滑动套筒设置于箱体的下方，且套设于座体的外周，滑动套筒用于与座体在上下方向上滑动配合。

作为本申请另一实施例，座体的下方还设有固定座，固定座为圆锥台状构件，且固定座内设有若干个截面为弧形的中空腔体，中空腔体自上而下向外侧倾斜设置。

作为本申请另一实施例，上轭的两侧与箱体的内壁之间分别设有缓冲件，下轭的两侧与箱体的内壁之间也分别设有缓冲件，缓冲件包括支撑柱、第二弹性件以及柔性垫；支撑柱沿水平方向设置连接于上轭或下轭的外侧；第二弹性件的一端与支撑柱相连，另一端向外延伸；柔性垫设置于箱体的内壁上，且用于与第二弹性件的另一端相连。

作为本申请另一实施例，箱体的上方还设有隔音帽，隔音帽内设有吸音材料，且隔音帽的顶面为弧形曲面。

本发明提供的降噪电抗器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的一种降噪电抗器，利用缓冲座的第一弹性件实现上下方向上振动的吸收和减缓，避免箱体内部构件发生较大振动，降低对外界环境的噪声干扰，多个中空矩形板状的硅钢片层叠形成铁芯柱，使铁芯柱的外周形成光滑的剪切面，提高了铁芯柱外侧面的光滑性，避免产生电磁振动，有助于降低铁芯柱的振动、减小铁芯柱的噪声级。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的降噪电抗器实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的降噪电抗器实施例二的结构示意图；

图3为图1中的降噪电抗器去除缓冲座后的局部剖视结构示意图；

图4为图3中A-A的剖视结构示意图；

图5为图4中Ⅰ的局部放大结构示意图；

图6为图3中铁芯柱的俯视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、缓冲座；11、第一弹性件；111、第一导柱；112、第二导柱；12、座体；121、固定座；122、中空腔体；13、减振层；14、安装板；15、滑动套筒；2、箱体；3、铁芯柱；31、硅钢片；32、上轭；33、下轭；34、气隙垫片；4、隔音帽；41、吸音材料；5、捆扎框；51、延展缝；52、楔形顶紧件；53、绝缘层；54、绝缘叶片；6、线圈；61、线圈架；62、分隔块；7、连接件；71、上夹件；72、下夹件；73、螺杆；8、缓冲件；81、支撑柱；82、柔性垫；83、第二弹性件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更若干个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图6，现对本发明提供的降噪电抗器进行说明。降噪电抗器，包括缓冲座1、箱体2、铁芯柱3以及线圈6，缓冲座1具有开口向上的空腔，空腔内设有向上延伸的第一弹性件11；箱体2的底面与第一弹性件11的上端相连，且位于缓冲座1的上方；铁芯柱3设置于箱体2内，铁芯柱3设有若干个自下而上层叠设置的硅钢片31，硅钢片31为矩形中空板状构件且硅钢片31的四角处设有弧形倒角，铁芯柱3的上下两侧分别设有上轭32和下轭33，上轭32和下轭33通过若干个连接件7相连；线圈6绕设于铁芯柱3的外周。

本实施例中，电抗器用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷。铁芯柱3由若干个层叠设置的硅钢片31排布而成。硅钢片31是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5-4.5％。加入硅可提高钢的电阻率和最大磁导率，可以有效地保护变频器和改善功率因数，以阻止来自电网的干扰，减少整流单元产生的谐波电流，保证电网运行的稳定性。当电抗器工作时，相邻两个硅钢片31之间会发生撞击和振动，为了降低二者之间的相对碰撞，减少噪声在相邻两个硅钢片31之间设置有气隙垫片34，并利用绝缘胶将气隙垫片34和硅钢片31粘接牢固。气隙垫片34采用PPS工程塑料，可以起到有效的防振效果，便于降低噪音。

本实施例中，采用磁导率较高的若干个硅钢片31环绕成铁芯柱3，可以有效地保护变频器和改善功率因数，以阻止来自电网的干扰，并减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，保证电抗器的性能

本发明提供的一种降噪电抗器，与现有技术相比，本发明提供的降噪电抗器，利用缓冲座1的第一弹性件11实现上下方向上振动的吸收和减缓，避免箱体2内部构件发生较大振动，降低对外界环境的噪声干扰，多个中空矩形板状的硅钢片31层叠形成铁芯柱3，使铁芯柱3的外周形成光滑的剪切面，提高了铁芯柱3外侧面的光滑性，避免产生电磁振动，有助于降低铁芯柱3的振动、减小铁芯柱3的噪声级。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图2、图3、图4和图6，铁芯柱3的每个侧边的外周分别沿竖直方向绕设有用于固定若干个硅钢片31的捆扎框5，捆扎框5位于硅钢片31的侧边的中部。

在多层硅钢片31环绕成铁芯柱3的过程中，单纯的粘接难以保证多个硅钢片31之间相对位置的稳定性。尤其是在电抗器的使用过程中，随着振动的产生，硅钢片31之间很容易发生相互碰撞，进而形成更大的振动。

对此，在环绕成铁芯柱3的矩形框架的每条侧边上分别设置了用于捆扎自下而上多层硅钢片31的同一侧边的捆扎框5。对应矩形框的四个侧边，捆扎框5也设有四个，分别沿竖直方向绕在硅钢片31的四个侧边上，可以将多层硅钢片31的各个侧边进行的有效的捆扎绑紧。

捆扎框5从最上层的硅钢片31处向下延伸，绕过最下层的硅钢片31的底部再向上延伸，直至达到与捆扎框5的起点相邻的位置停止。

进一步的，为了提高整个铁芯柱3的整体稳定性，将捆扎框5分别设置在铁芯柱3的四个侧边的长度方向的中部，在铁芯柱3上呈对称分布的形式，有效的均化了对铁芯柱3的绑扎力，提高了多个硅钢片31相对位置的稳定性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图6，捆扎框5的顶部设有上下贯通的延展缝51，捆扎框5的内壁与最上层的硅钢片31之间还设有楔形顶紧件52。

延展缝51设置在捆扎框5的顶面上，捆扎框5为具有一定的刚度的带构件，通过折弯绕在多层硅钢片31上，用于捆扎硅钢片31。延展缝51的设置使捆扎框5在水平方向上具有少量的伸缩量，以配合楔形顶紧件52对多个硅钢片31的下压顶紧。

楔形顶紧件52先将较薄的部位塞进捆扎框5与最上层的硅钢片31之间，然后通过敲击楔形顶紧件52外侧较厚的部位使楔形顶紧件52向捆扎框5内的挤入，进而使下部多层硅钢片31之间更为紧凑，降低相邻硅钢片31之间发生撞击的几率，最终起到降低振动和噪声的作用。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，铁芯柱3与上轭32以及铁芯柱3与下轭33之间分别设有绝缘层53，绝缘层53的外周设有若干层向外延伸的绝缘叶片54，若干层绝缘叶片54由上而下顺次排布。绝缘层53将铁芯柱3和上轭32以及下轭33进行了有效的隔离，实现了铁芯柱3与上轭32和下轭33之间的弹性减振，可以避免电抗器使用时发生电磁振动。

另外，上轭32和下轭33的外壁分别包覆有环氧树脂，用于保证上轭32和下轭33自身良好的绝缘性，进而保证电抗器的正常运行。

利用铁芯柱3进行实验，在实验过程中测得相关参数，根据参数可知，随着电压幅值提高，间谐波作用逐渐增大，特别在频率低于20Hz时，间谐波对于噪声的影响比较明显。例如在基波幅值为50V时，频率2Hz间谐波含量5％比含量1％大5dB，而在频率20Hz及以上情况中，间谐波幅值对噪声影响并不明显，由上述结论可知，要尽量避免电抗器运行在非正弦工况下，谐波和间谐波污染都会导致铁芯柱3的振动噪声增大明显。所以采用可以减少整流单元产生的谐波电流的硅钢片31层叠成铁芯柱3可以明显减弱谐波和间谐波污染，进而起到降低铁芯柱3噪声的作用。

在振动剧烈的位置，铁芯柱3和上轭32以及铁芯柱3和下轭33相邻的位置设置绝缘层53，能够有效的避免上轭32或下轭33与铁芯柱3产生共振，进而有效的减少噪声的产生。

进一步的，在绝缘层53上还设置了绝缘叶片54。绝缘叶片54增加了外绝缘的爬电距离，以便进一步提高绝缘强度，减小电抗器运行过程中的电磁振动，从而进一步降低噪声的产生。

进一步的，硅钢片31的四角处分别设有弧形倒角。在利用硅钢片31制作铁芯柱3时，应尽量使铁芯柱3的外侧面相对光滑，弧形倒角的设置可以避免铁芯柱3出现过于尖锐的转角，能够提高铁芯柱3的整体光滑度，这样制成的铁芯柱3振动较小、噪声级也较小。

本实施例中，利用连接件7将上轭32和下轭33固定在铁芯柱3的上下两侧，连接件7包括上夹件71、下夹件72以及两个螺杆73；上夹件71垂直于上轭32设置于上轭32的上方；下夹件72垂直于下轭33设置于下轭33的下方；两个螺杆73沿上下方向设置贯穿上夹件71和下夹件72设置，分别用于连接上夹件71和下夹件72的两端。上夹件71和下夹件72分别为垂直于上轭32的走向设置的条形板状构件，通过两端设置的两个螺杆73将上夹件71和下夹件72的端部固定，实现对上轭32、铁芯柱3以及下轭33的夹紧，保证上述构件的相对稳定性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，缓冲座1包括座体12、减振层13、安装板14以及滑动套筒15；座体12设有向上设置的开口；减振层13设置于座体12的内底部；安装板14设置于座体12内，且位于减振层13上方，第一弹性件11设置于安装板14与箱体2之间；滑动套筒15设置于箱体2的下方，且套设于座体12的外周，滑动套筒15用于与座体12在上下方向上滑动配合。缓冲座1设置于地面上，能够对上方的箱体2以及铁芯柱3传递过来的振动进行有效的吸收，避免通过地面向外界环境传递。座体12内底面上设置的减振层13用于吸收并减弱上方传递而来的振动作用。安装板14对上方的箱体2进行承托，安装板14与减振层13之间设有第一弹性件11，第一弹性件11可以对振幅较大的振动进行吸收，结合减振层13实现振动的减弱，避免电抗器振动噪声过大造成对周边区域的影响。

安装板14下方的滑动套筒15用于与座体12在上下方向上滑动配合。当第一弹性件11受到箱体2内构件的振动位移的影响产生微量的上下伸缩时，滑动套筒15带动安装板14沿座体12的外壁上下滑动，以配合进行振动的减缓，同时滑动套筒15和座体12在上下方向上的配合，还可以避免上方箱体2内的构件发生左右晃动，避免其他方向的振动的产生。

请参阅图1至图2，箱体2的底面上设有用于限位第一弹性件11的第一导柱111，安装板14上方设有用于限位第一弹性件11的第二导柱112，第一弹性件11的两端分别套设于第一导柱111和第二导柱112的外周。

第一导柱111和第二导柱112分别用于限位第一弹性件11的上端和下端，当箱体2发生振动时，在第一导柱111和第二导柱112的导向作用下，第一弹性件11的上下两端被有效的限位，第一弹性件11只能带动箱体2发生沿上下方向的振动，避免了避免箱体2发生其他方向的晃动。上述单一方向的上下运动，更容易通过第一弹性件11以及减振层13进行吸收和衰减，进而达到减振降噪的效果，同时，上述振动的减缓还有助于保证设备的运行稳定性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，铁芯柱3的外周设有用于螺旋绕设线圈6的线圈架61，线圈架61的外周还设有用于分隔线圈6的相邻两圈线缆的分隔块62。

分隔块62与线圈架61的外壁粘接，利用分隔块62将扁平线圈6的各圈线缆进行了分隔，因此在线圈架61和铁芯柱3之间形成多个沿铁芯柱3的外周螺旋设置的通气通道，因此极大地提高了电抗器的散热性能，可以有效的提高设备运行的稳定性。

本实施例中，线圈6采用铜扁线，且相邻两圈线缆之间固定有分隔块62，线圈6在线圈架61的外周进行缠绕时为间隔绕设的形式，该绕设形式使相邻两圈线缆之间具有一定的空隙，可以有效地提高散热效果，提高电抗器工作的稳定性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，上轭32的两侧与箱体2的内壁之间分别设有缓冲件8，下轭33的两侧与箱体2的内壁之间也分别设有缓冲件8，缓冲件8包括支撑柱81、第二弹性件83以及柔性垫82；支撑柱81沿水平方向设置连接于上轭32或下轭33的外侧；第二弹性件83的一端与支撑柱81相连，另一端向外延伸；柔性垫82设置于箱体2的内壁上，且用于与第二弹性件83的另一端相连。

在电抗器运行过程中会产生较大振动，上轭32上连接的支撑柱81通过挤压第二弹性件83使第二弹性件83产生收缩，可以使振动得到有效的缓冲，第二弹性件83与支撑柱81共同作用对铁芯柱3的横向振动幅度进行控制，避免其发生较大幅度的摇摆，能够对振动幅度进行吸收和减弱。

箱体2内壁上柔性垫82的设置，在提高减振效果的同时，还避免了缓冲件8与箱体2之间产生撞击振动，实现了共同减振的作用，避免了振动和噪声向内界的传递。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，缓冲座1的底部还设有固定座121，固定座121为圆锥台状构件，且固定座121内设有若干个中空腔体122。缓冲座1的底部还设有固定座121，固定座121为圆锥台状构件，便于保证上方座体12以及箱体2的稳定。

进一步的，中空腔体122为的截面为弧形，且中空腔体122自上而下向外侧倾斜设置。纵截面为弧形的中空腔体122向外下方延伸。通过固定座121内部的中空腔体122能够有效的吸收振动和噪声，即使对于较为剧烈的振动，也能有效的吸收振动和噪声，使缓冲座1的振动幅度大大减小，同时起到良好的降噪效果。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，箱体2的上方还设有隔音帽4，隔音帽4内设有吸音材料41，且隔音帽4的顶面为弧形曲面。隔音帽4内部设置的吸音材料41，能够有效的吸收箱体2内的噪声，实现吸音降噪的效果。

进一步的，由于隔音帽4的顶面为向上凸起的弧形曲面，在雨雪天气下，隔音帽4还可以作为防雨的构件进行使用，隔音帽4上方的雨水被隔音帽4挡住并落至地面，凸起的弧形曲面能够有效的将雨水进行导流，使其流至地面上，避免雨水灌入箱体2中造成箱体2内部构件的损坏。

以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.降噪电抗器，其特征在于，包括：

缓冲座，具有开口向上的空腔，所述空腔内设有向上延伸的第一弹性件；

箱体，底面与所述第一弹性件的上端相连，且位于所述缓冲座的上方；

铁芯柱，设置于所述箱体内，所述铁芯柱由若干个自下而上层叠设置的硅钢片形成，所述硅钢片为矩形中空板状构件，所述铁芯柱的上下两侧分别设有上轭和下轭，所述上轭和所述下轭通过若干个连接件相连；以及

线圈，绕设于所述铁芯柱的外周。

2.如权利要求1所述的降噪电抗器，其特征在于，所述铁芯柱的每个侧边的外周分别沿竖直方向绕设有用于固定若干个所述硅钢片的捆扎框，所述捆扎框位于所述硅钢片的侧边的中部。

3.如权利要求2所述的降噪电抗器，其特征在于，所述捆扎框的顶部设有上下贯通的延展缝，所述捆扎框的内壁与最上层的所述硅钢片之间设有用于向下压紧所述硅钢片的楔形顶紧件。

4.如权利要求1所述的降噪电抗器，其特征在于，所述铁芯柱与所述上轭以及所述铁芯柱与所述下轭之间分别设有绝缘层，所述绝缘层的外周设有若干层向外延伸的绝缘叶片，若干层所述绝缘叶片由上而下顺次排布。

5.如权利要求1中所述的降噪电抗器，其特征在于，所述铁芯柱的外周设有用于螺旋绕设所述线圈的线圈架，所述线圈架的外周还设有用于分隔所述线圈的相邻两圈线缆的分隔块。

6.如权利要求1中所述的降噪电抗器，其特征在于，所述硅钢片的四角处设有弧形倒角。

7.如权利要求1所述的降噪电抗器，其特征在于，所述缓冲座包括：

座体，设有向上设置的开口；

减振层，设置于所述座体的内底部；

安装板，设置于所述座体内，且位于所述减振层上方，所述第一弹性件设置于所述安装板与所述箱体之间；以及

滑动套筒，设置于所述箱体的下方，且套设于所述座体的外周，所述滑动套筒用于与所述座体在上下方向上滑动配合。

8.如权利要求7所述的降噪电抗器，其特征在于，所述座体的下方还设有固定座，所述固定座为圆锥台状构件，且所述固定座内设有若干个截面为弧形中空腔体，所述中空腔体自上而下向外侧倾斜设置。

9.如权利要求1-7中任一项所述的降噪电抗器，其特征在于，所述上轭的两侧与所述箱体的内壁之间分别设有缓冲件，所述下轭的两侧与所述箱体的内壁之间也分别设有缓冲件，所述缓冲件包括：

支撑柱，沿水平方向设置连接于所述上轭或所述下轭的外侧；

第二弹性件，一端与所述支撑柱相连，另一端向外延伸；以及

柔性垫，设置于所述箱体的内壁上，且用于与所述第二弹性件的另一端相连。

10.如权利要求1-7中任一项所述的降噪电抗器，其特征在于，所述箱体的上方还设有隔音帽，所述隔音帽内设有吸音材料，且所述隔音帽的顶面为弧形曲面。

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