本发明专利技术公开了一种双底面型低噪声电力电容器，涉及高压直流换流站滤波、并联及ＰＬＣ电容器装置中使用的电力电容器，在常规电容器的箱体下方，再延伸焊接一段外接箱体，然后焊接上外底面，使得外底面与内底面之间保持１０～２０ｍｍ的距离，在由内底面、外底面和外接箱体所围成的腔体内，不添加任何材料，只保留原有的空气。当电力电容器工作时，由于电容器内底面振动产生的噪声经过腔体内的空气及外底面的衰减，辐射到外界的噪声水平大大降低。本发明专利技术不改变电容器内部结构，制造过程简单，成本小，降噪效果显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到高压电力设备噪声控制领域，特别涉及双底面型低噪声电 力电容器。
技术介绍
目前高压直流换流站中并联、滤波及PLC电容器装置的可听噪声问题严 重，主要是由于其中所安装的单台电力电容器的噪声较大引起的。目前降低 这种电力电容器噪声的方法主要有以下几种1) 国际大电网会议推荐了几种电力电容器内部的降噪措施，如避开电 容器的自振频率和加强电容器芯子强度等。但避开电容器的自振频率，需要 改动原有的设计结构，有很高的风险性、可行性差；而加强内部芯子的强度， 会导致其散热效果变差，从而影响电力电容器的寿命。2) 国内的一些科研单位及厂家也提出了一些降低电容器噪声的措施，如在电容器外壳涂裹材料或者在电容器内部加弹性阻尼等。电力电容器是高压 设备，其表面涂抹或包裹材料对电容器散热非常不利，在运行时会因温度过高而发生事故；而在电容器内部加弹性阻尼基本上也没有作用。
技术实现思路
本专利技术提供一种双底面型低噪声电力电容器，可用于高压直流换流站并 联、滤波及PLC电容器装置中，比常规电容器噪声辐射量大幅减小，并且该 电力电容器成本低廉、工艺简单、易于生产和制造。本专利技术的技术方案是这样实现的常规电容器的箱体下方延伸连接一段外接箱体、箱体上下面分别连接有 内底面与外底面，内底面、外底面和外接箱体围成一腔体，内底面与外底面之间距离为10 20mm，组成双底面结构。外接箱体和外底面所使用金属材料与常规的电容器箱体一致。 内底面与外底面和外接箱体所围成的腔体内，只保留原有的空气，其压强即为大气压。可将常规电容器箱体的原有底面作为外底面，在常规电容器的箱体内， 直接焊接一距离其原有底面10 20mm的底面作为内底面，原有底面、悍接后 的内底面及原有的部分外壳围成腔体，腔体内保留原有空气，其压强即为大 气压。本专利技术由于在常规电容器的箱体下方延伸连接一段外接箱体，且内底面 与外底面和外接箱体所围成的腔体内，不添加任何材料，只保留原有的空气； 其压强即为大气压，使降噪量保守估算为12dB。 附图说明图l本专利技术的结构示意图2消声室内噪声测点分布下面结合附图对本专利技术的内容作进一步详细说明。 具体实施例方式参照图l、图2所示，常规电力电容器在其箱体5下方，再延伸焊接一段 外接箱体6，然后焊接上外底面3，使得外底面与内底面2之间保持10~20mm 的距离，在由内底面2、外底面3和外接箱体6所围成的腔体4内，不添加任何材料，只保留原有的空气；可将常规电容器箱体的原有底面作为外底面，在常规电容器的箱体内，直接焊接一距离其原有底面10 20mm的底面作为内底面，原有底面、焊接后 的内底面及原有的部分外壳围成腔体，腔体内保留原有空气。这种低噪声电 力电容器的优点是当电力电容器工作时，由于电容器内底面振动产生的噪 声经过腔体内的空气及外底面的衰减，辐射到外界的噪声水平大大降低。本 专利技术不改变电容器内部结构，制造过程简单，成本小，降噪效果显著。在制造好双底面型低噪声电力电容器的外壳后，可按照常规电容器的制 造流程安装电容器芯子，焊接顶壳，抽真空，注油等，这样完成整个低噪声电力电容器的制造。该低噪声电力电容器安装在换流站中的电容器装置上，当其工作时，由于电容器内底面2振动产生的噪声经过腔体4内的空气及外底面3的衰减，辐射到外界的噪声水平大大降低。双底面型低噪声电力电容器的技术依据根据双底面低噪声电力电容器的结构，其下底面辐射噪声的能量来自于两个途径内底面辐射的声透射；内底面边棱上的振动传递。一、对于内底面辐射的声透射来说，双底面型低噪声电力电容器的降噪 效果分析如下1)若为原来的单底面结构，则声压透射系数^为]_」"、2 A 乂cos A2<i +、A A乂sin2 A2<i (i )&=一 (2) c，一2其中，^为电容器油的声阻抗，^为电容器外壳底面的声阻抗，^为 气的声阻抗，"为电容器底面厚度，"为声波角频率，^为电容器底面外壳中的 声速。2)对于双底面型的结构而言，声压透射系数^为1& cos A3Z) — "^^1 sin A3Dp2 、A A 乂2-COS H" ~~~-sin A^Z)、A3 《 3 ,(3)^=7" (4)其中，《为电容器油的声阻抗，M为电容器外壳底面的单位面积质量，A为空气的声阻抗，D为电容器双底面之间的空气层厚度，"为声波角频率，q 为空气中的声速。电容器外壳厚度取为2mm，双底面之间空气层厚度取为15mm，电容器内部浸渍液声阻抗约为《=1'5><1()6，外壳为钢板声阻抗^二4'5><1()7，空气的声阻抗^=428'5，然后根据其它相关参数及式(1) (4)可以得到单底 面的隔声量为32.44dB，而双底面的隔声量为47.248。因此，单纯考虑声透射 的情况下，双底面型低噪声电力电容器比单底面的噪声水平降低了约15dB。二、由内底面边棱上的振动传递到外底面，引起的辐射噪声分析如下 根据实验研究，底面振动为(1， 1)模态，即中间振动幅值大而四周振 动幅值小。第二底面与第一底面的刚性结构连接都存在于第一底面的边棱， 结构振动传递量微小。表1为实验测得的电容器底面边棱及中心的振动加速 度数据。表1底面边棱处振动数据(mV)测点底面中心棱角处宽棱边中部窄棱边中部振动幅值800242423从表1中可以看出边棱处的振动远小于底面中心上的振动，因此通过内底面边棱的刚性结构传递到外底面的振动非常小。综合以上两种能量传递作用，双底面型低噪声电力电容器的降噪量保守 估算为12dB。 实例验证 (1)试验条件及测试点位置试验条件如表2和表3所示，分别为电容器流过单频率电流及复合频率 电流的情况。测试点位置如图2所示，分别对双底面型低噪声电力电容器及 普通的电力电容器进行噪声测试，并对比分析测试结果。表2单频率实验条件<table>table see original document page 7</column></row><table>表3复合频率实验条件<table>table see original document page 7</column></row><table>图2中，A系列为距电容器外壳20cm处的测点；B系列为距电容器外壳50cm处的测点。(2)实验结果一单频率实验 1) 600Hz表4 600Hz， 70A电流作用下双底面型电容器和普通电容器噪声对比数据<table>table see original document page 7</column></row><table>表5 550Hz, 70A电流作用下双底面型电容器和普通电容器噪声对比数据3) 450Hz4) 350Hz测点底面右宽面顶部左宽面上窄面下窄面普通电容器20cm55.344.242.146.035.141.5双底面型电容器20cm42.243.738.939.129.045.1普通电容器50cm50.140.436.043.036.236.7双底面型电容器50cm37.244.733.341.234.237.5表6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双底面型低噪声电力电容器，包括常规电容器，其特征在于，常规电容器的箱体（５）下方延伸连接一段外接箱体（６）、外接箱体（６）上下面分别连接有内底面（２）与外底面（３），内底面（２）、外底面（３）和外接箱体（６）围成一腔体（４），内底面（２）与外底面（３）之间距离为１０～２０ｍｍ，组成双底面结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汲胜昌，吴鹏，李彦明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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