[發(fā)明專利]一種具有較低運(yùn)行噪音的電容器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710845951.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN107610934B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)飛;尹婷;王子建;韓賽飛;范本壯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): H01G4/224
• 分類號(hào): H01G4/224;H01G4/35
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 周曉萍;高錫明

本發(fā)明公開了一種具有較低運(yùn)行噪音的電容器，包括箱殼、電容器芯子和降噪板。電容器芯子位于箱殼內(nèi)、降噪板位于電容器芯子四周，箱殼的底層和側(cè)壁；降噪板采用聲子晶體處理降低電容器噪聲污染。降噪板是在環(huán)氧樹脂板基板中嵌入聲子晶體晶胞，每個(gè)聲子晶體晶胞由金屬球振子和硅橡膠包覆體構(gòu)成。振子對(duì)電容器噪聲進(jìn)行能量消耗，減輕噪音污染，基板可起到隔聲作用，適用于電容器噪聲污染處理，該聲子晶體降噪性能高，能有效降低電容器噪聲。由于聲子晶體的特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)電容器噪聲改善效果明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲子晶體降噪技術(shù)，特別涉及一種具有較低噪音的電容器。

背景技術(shù)

隨著對(duì)高壓、特高壓直流輸電項(xiàng)目的不斷投入與研發(fā)，越來(lái)越多的高壓、特高壓直流輸電工程進(jìn)行建設(shè)，其中電力電容器是直流輸電過程中進(jìn)行濾波和無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備，電容器裝置在工作過程產(chǎn)生的噪聲使人們長(zhǎng)期暴露在噪聲環(huán)境下，對(duì)人體的聽覺系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害。濾波器的可聽噪聲污染是高壓、特高壓換流站的共性問題，因此，研究電容器降噪課題具有重要意義。

電容器由芯子、液體介質(zhì)、箱殼、引線及絕緣套管組成，其中，電容器芯子由聚丙烯薄膜與鋁箔繞成電容、再通過串、并聯(lián)組成、由電極通過套管引出接線、再裝入箱殼后經(jīng)真空處理浸漬液體介質(zhì)制成。對(duì)電容器元件進(jìn)行受力分析后發(fā)現(xiàn)，由于電容器元件結(jié)構(gòu)為扁平狀，將電容器元件上電場(chǎng)力的作用等效為兩平行板的電場(chǎng)力的作用。工作時(shí)，兩極板基本平行，除了作用在電容器頂部與底部?jī)蓧K極板的電場(chǎng)力不能相互抵消外，其余中間極板的電場(chǎng)力正好相互抵消。電容器元件受電場(chǎng)力的作用產(chǎn)生振動(dòng)，且作用力方向與電容器底部垂直，因此電容器的底部與頂部是振動(dòng)最顯著的部位，導(dǎo)致電容器的噪聲具有明顯的指向性。

目前，電容器噪聲治理措施中主要分成隔聲、消聲降噪，減振降噪與換流站整體布局優(yōu)化降噪四類。

隔聲、消聲降噪措施：隔聲、消聲降噪是治理噪聲污染常用的被動(dòng)措施。對(duì)于電容器噪聲治理通常采用電容器單元底部方向加隔聲腔與吸聲微穿孔板，這兩種方法都使電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，且不利于電容器工作時(shí)散熱，因此在工業(yè)生產(chǎn)中不能得到普及。基于微穿孔板的吸聲方法，針對(duì)電容器的特定頻率噪聲具有良好的效果，若安裝雙層微穿孔板，則吸收噪聲的頻帶向低頻轉(zhuǎn)移。該措施的主要缺點(diǎn)是：微穿孔板必須針對(duì)特定電容器的噪聲頻帶設(shè)計(jì)。

減振降噪措施：通過減振來(lái)降噪是從本質(zhì)上解決噪聲問題的方法，由于電容器功能的要求與結(jié)構(gòu)限制，現(xiàn)階段還沒有穩(wěn)定成型的電容器減振方法。

聲子晶體減振降噪的原理：光子晶體是指具有光子禁帶的周期性結(jié)構(gòu)，類比光子晶體的概念，聲子晶體被定義是一種新型人工編織周期性功能材料，同樣具有類似光子禁帶的帶隙特性。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)都是參照天然晶體原子的排列方式以周期性結(jié)構(gòu)排列。所謂禁帶或帶隙，實(shí)際是指一個(gè)頻率范圍，由于聲子晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)該范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的彈性波的調(diào)控作用而被禁止在結(jié)構(gòu)中傳播，而其他頻率范圍對(duì)應(yīng)的彈性波卻不受聲子晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用，能繼續(xù)向前傳播。根據(jù)彈性波傳播是否具有方向性，帶隙可分為不完全帶隙和完全帶隙。不完全帶隙是指特定方向的彈性波可以在結(jié)構(gòu)中傳播，而相同頻率范圍內(nèi)其他方向的彈性波卻不能傳播，也就是說這類帶隙具有方向性，故稱其為方向帶隙。而完全帶隙不具有方向性，全部方向的彈性波將難以在此類結(jié)構(gòu)中傳播。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種具有較低運(yùn)行噪音的電容器。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種具有較低運(yùn)行噪音的電容器，所述電容器包括箱殼、電容器芯子和降噪板，其中，電容器芯子位于箱殼內(nèi)、降噪板位于箱殼的底層和側(cè)壁；所述降噪板是在基板中嵌入聲子晶體晶胞，每個(gè)聲子晶體晶胞由振子和包覆體構(gòu)成。

上述具有較低運(yùn)行噪音的電容器，所述包覆體為硅橡膠，所述振子為金屬球，所述基板為環(huán)氧樹脂板。

上述具有較低運(yùn)行噪音的電容器，所述振子為2mm-10mm的金屬球。