[發明專利]采用電容器內部可壓縮空間結構的低噪聲電力電容器

有效

• 申請號: 201010268216.8
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN101937770A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 汲勝昌;吳鵬;李彥明
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01G2/10
• 分類號: H01G2/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及到高壓電力設備噪聲控制領域，特別涉及采用內部可壓縮空間結構的低噪聲電力電容器。

背景技術

目前高壓直流換流站中并聯、濾波及PLC電容器裝置的可聽噪聲問題嚴重，主要是由于其中所安裝的單臺電力電容器的噪聲較大引起的。目前降低這種電力電容器噪聲的方法主要有以下幾種：

1)國際大電網會議推薦了幾種電力電容器內部的降噪措施，如：避開電容器的自振頻率和加強電容器芯子強度等。但避開電容器的自振頻率，需要改動原有的設計結構，有很高的風險性、可行性差；而加強內部芯子的強度，會導致其散熱效果變差，從而影響電力電容器的壽命。

2)國內的一些科研單位及廠家也提出了一些降低電容器噪聲的措施，如：在電容器外殼涂裹材料或者在電容器內部加彈性阻尼等。電力電容器是高壓設備，其表面涂抹或包裹材料對電容器散熱非常不利，在運行時會因溫度過高而發生事故；而在電容器內部加彈性阻尼基本上也沒有作用。

發明內容

本發明提供一種采用內部可壓縮空間結構的低噪聲電力電容器的設計，可用于高壓直流換流站并聯、濾波及PLC電容器裝置中，比常規電容器噪聲輻射量大幅減小，并且該電力電容器成本低廉、工藝簡單、易于生產和制造，且不影響電力電容器的安全穩定性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

包括常規電容器，在常規電容器的箱體的底部安裝一內部可壓縮空間結構，包括密封氣囊和氣囊內的空氣層，起到吸收電容器內部振動的作用。該結構也可安裝在常規電容器的箱體頂部。

密封氣囊為一密封枕型氣囊，長度及寬度分別比常規電容器箱體底面的長和寬短5～50mm，氣囊內可壓縮氣體層厚度20～50mm，氣囊壁厚4～10mm，氣囊壁的材料與電容器油具有相容性并且具有較好的彈性及密封性，并且須要在電容器壽命期間老化程度滿足要求。氣囊的材料是氟橡膠或具有一定彈性并滿足電容器油的可溶性的塑料，氣囊壁的結構為內嵌尼龍抗拉網式的抗拉柔性層壁。

可壓縮氣體的材料為的空氣，其壓強為1～1.3大氣壓，空氣層厚度為20～50mm，采用其它氣體也可以。

本發明采用內部可壓縮空間結構的低噪聲電力電容器與常規的電力電容器相比，降噪量保守估算為10dB。

附圖說明

圖1本發明的結構示意圖；

下面結合附圖對本發明的內容作進一步詳細說明。

具體實施方式

參照圖1所示，本發明在已有的常規電力電容器的箱體1底部，安裝一內部可壓縮空間結構，該結構位置在常規電容器的箱體1的底部；如果內部可壓縮空間結構上有足夠大的兩個孔隙供引線穿過，此結構也可安裝在常規電容器箱體1內的頂部。

可以根據電力電容器的安裝位置，分析流過電容器的電流的頻率以及所產生噪聲的頻譜特性，合理的設計內部可壓縮空間結構的厚度并進行制造。在將內部可壓縮空間結構安裝在常規電容器箱體的底部后，可按照常規電容器的制造流程：安裝電容器芯子，焊接頂殼，抽真空，注油等，這樣完成整個低噪聲電力電容器的制造。該低噪聲電力電容器安裝在換流站中的電容器裝置上，當其工作時，電容器內部芯子5振動產生的振動，經過內部可壓縮空間結構3、4的吸收作用，輻射到外界的噪聲水平大大降低。

采用內部可壓縮空間結構的低噪聲電力電容器的技術依據

由于芯子的振動對電容器油產生變化的壓力作用，液體的可流動性使得可壓縮空間元件所受的力都是法向的，并且與其形狀無關，而油中任何一點都會受到可壓縮空間元件的影響，因此，可以把可壓縮空間元件等效為薄薄的圍繞芯子的一層。

根據上面的分析，氣體和油機械元件是串聯的，芯子的振動通過它們到達電容器外殼，引起外殼的振動，因此，氣體、油和外殼的等效機械元件都是串聯的。氣體等效機械元件中，氣體質量可以忽略，并且氣體在這里的主要作用是減小振動的傳遞，彈簧元件k_g是其主要參數。油等效機械元件中，由于與氣體相比和外殼壓縮彎曲相比可以忽略不計，主要以質量的形式存在系統中，阻尼基本也可以忽略。電容器外殼等效機械元件中，彈簧元件k_t表示外殼剛度所表現的參數，質量元件m_t表示外殼的質量及聲輻射所排開的空氣質量之和，阻尼元件可以忽略。芯子的振動速度作用在電容器油和可壓縮空間元件上并最終傳遞給外殼。對于常規電容器的芯子到外殼等效機械元件模型來說，相當于只有油和外殼的等效元件串聯，而缺少的氣體部分。