变压器油箱声振控制用吸隔声结构、变压器油箱及变压器的制作方法

本发明属于变压器技术领域，更具体地说，是涉及一种变压器油箱声振控制用吸隔声结构、变压器油箱及变压器。

背景技术：

电力变压器是电力系统的输配电网络中极为重要的设备，随着输配电网络的高速发展以及城市电网可用空间的急剧减少，越来越多的变电站已经开始向城市中心区域布局，这在一定程度上会对其周边居民的工作和生活带来影响，尤其是电力变压器的低频噪声直接影响着公众的正常作息，因此近年来与电力变压器噪声问题有关的纠纷、投诉案件呈现出直线上升的趋势，这已成为城市电网建设过程中必须面临和解决的迫切问题。

目前，针对变压器的噪声控制技术，主要分为噪声传播路径控制技术和噪声声源控制技术，噪声传播路径控制技术是通过在噪声传播途径上增加吸声材料以吸收噪声能量的方式，减少变压器向外界传播的噪音，这种方式仅对于高频段噪音效果明显，无法有效阻隔低频段噪音的传播；噪声声源控制技术即本体降噪技术，由于变压器噪音的主要来源于其油箱的箱壁振动，目前通常采用增加油箱壁厚的方式来降低箱壁振动噪音，试验表明，油箱壁厚加倍时实际隔声量能够增加四分贝，因此，若想单纯通过增加油箱壁厚的方式实现减振降噪需要将油箱的壁厚多倍增加，不仅成本高，还会导致变压器油箱体积过大、重量过高，无法适应城市电网的安装空间条件。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种变压器油箱声振控制用吸隔声结构、变压器油箱及变压器，旨在解决现有技术的电力变压器油箱噪音控制效果差、降噪成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种变压器油箱声振控制用吸隔声结构，包括用于悬挂在变压器油箱的外箱壁上的复合吸声板，复合吸声板的至少一侧板面外设有吸振夹芯板，吸振夹芯板与复合吸声板通过多个连接件连接固定；其中，在复合吸声板的其中一侧板面外设有吸振夹芯板时，吸振夹芯板与复合吸声板间隔设置以在两者之间形成第一空腔；在复合吸声板的两侧板面外均设有吸振夹芯板时，至少一个吸振夹芯板与复合吸声板间隔设置以在复合吸声板的至少一侧板面外形成第二空腔。

作为本申请另一实施例，在复合吸声板的两侧板面外均设有吸振夹芯板时，两个吸振夹芯板均与复合吸声板间隔设置以在复合吸声板的两侧板面外均形成第二空腔。

作为本申请另一实施例，两个吸振夹芯板与复合吸声板之间的间距不同。

作为本申请另一实施例，吸振夹芯板包括间隔设置的两层隔音板，以及设于两层隔音板之间、分别与两层隔音板连接的周期点阵结构。

作为本申请另一实施例，周期点阵结构为成周期点阵序列分布的多个钢构件，钢构件为多个钢条交叉连接成x型、金字塔型或米字型的结构件。

作为本申请另一实施例，吸振夹芯板的厚度为10～30mm，隔音板的厚度为1～3mm。

作为本申请另一实施例，复合吸声板包括层叠设置的至少两层多孔吸声材料板，以及分别夹装于相邻的多孔吸声材料板之间的至少一层微穿孔薄膜或微穿孔薄板。

作为本申请另一实施例，变压器油箱声振控制用吸隔声结构的整体厚度小于150mm。

本发明提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明变压器油箱声振控制用吸隔声结构，设于油箱外围的复合吸声板能够吸收中低频段的噪音，吸振夹芯板能够消解油箱箱壁振动产生的振动波，从而阻隔油箱的振动噪音传递，同时利用复合吸声板其中一侧的第一空腔，或者复合吸声板两侧的第二空腔，能够进一步提高隔音效果，第一空腔或第二空腔的厚度根据油箱箱壁的声振频段进行设置，从而能够使其隔音频段与油箱的声振频段相匹配，提高噪音抑制效果，且结构简单，占用空间小，能够适于城市紧凑空间的变压器布局，且相较于增加油箱壁厚进行振动抑制的方式，能够降低变压器的声振控制成本。

本发明还提供了一种变压器油箱，包括上述变压器油箱声振控制用吸隔声结构，具有与上述变压器油箱声振控制用吸隔声结构相同的有益效果，在此不再赘述。

本发明还提供了一种变压器，包括上述变压器油箱，具有与上述变压器油箱相同的有益效果，在此不再赘述。

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变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图三；

图4为本发明实施例提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图四；

图5为本发明实施例提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图五；

图6为本发明实施例提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图六；

图7为本发明实施例提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的结构示意图七；

图8为图5的俯视结构示意图；

图9为图6的俯视结构示意图；

图10为图7的俯视结构示意图。

图中：1、复合吸声板；11、多孔吸声材料板；12、微穿孔薄板；2、吸振夹芯板；21、隔音板；22、周期点阵结构；3、第一空腔；4、第二空腔；5、螺杆；6、螺母。

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。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构进行说明。所述一种变压器油箱声振控制用吸隔声结构，包括用于悬挂在变压器油箱的外箱壁上的复合吸声板1，复合吸声板1的至少一侧板面外设有吸振夹芯板2，吸振夹芯板2与复合吸声板1通过多个连接件连接固定；其中，在复合吸声板1的其中一侧板面外设有吸振夹芯板2时，吸振夹芯板2与复合吸声板1间隔设置以在两者之间形成第一空腔3；在复合吸声板1的两侧板面外均设有吸振夹芯板2时，至少一个吸振夹芯板2与复合吸声板1间隔设置以在复合吸声板1的至少一侧板面外形成第二空腔4。

本发明提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构的工作原理：

应当理解，本发明提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构在变压器油箱外壁悬挂的方式与现有技术中采用在变压器油箱的箱壁外悬挂隔音板进行降噪的方式相同，在此不再赘述。

首先，复合吸声板1可以是层叠设置的多层多孔吸声材料板11，各层多孔吸声材料板11可以是同一种吸声材料，也可以是多种不同的吸声材料，由于每种吸声材料只对应一个较窄的噪声频段，在此应当基于变压器油箱的噪声频段考虑，若油箱的噪声频段范围较窄，则各层多孔吸声材料板11可以选择相应的同一种吸声材料，从而能够特别针对该频段范围内的噪声进行吸收；若油箱的噪声频段范围较宽，则各层多孔吸声材料板11可以分别选择不同的吸声材料，从而提高复合吸声板1的吸声频段范围，确保其吸声频段能够完全覆盖变压器油箱的噪声频段范围；

其次，吸振夹芯板2为具有夹芯结构的板材，夹芯结构具体可以是单纯的空腔结构，或者阵列分布的支撑体结构，总而言之，吸振夹芯板2是在其厚度方向上具有一定的弹性模量的板材，由于夹芯结构是决定弹性模量的主要因素，因此夹芯结构的具体方式应当基于变压器油箱的声振频段设置，确保吸振夹芯板2的弹性模量与之匹配，使吸振夹芯板2消除变压器油箱的箱壁振动产生的声振波，从而阻断变压器油箱的声振传播，起到隔音降噪的效果；

再者，根据变压器的安装空间，尤其是针对变压器油箱的安装空间，灵活选择在复合吸声板1的板面一侧或者两侧设置吸振夹芯板2，具体方式为：

请参阅图1，若变压器油箱的安装空间较小，则选择在复合吸声板1的其中一侧板面外设置吸振夹芯板2，并且需要针对变压器油箱的噪声频段对应设置复合吸声板1和吸振夹芯板2之间的间距，从而利用第一空腔3吸收变压器油箱发出的噪声，在此应当理解的是，由于第一空腔3的厚度(即复合吸声板1和吸振夹芯板2之间的间距)决定了其吸声频段，因此在选择第一空腔3的厚度之前，应当准确测试变压器油箱的噪音频段范围，确保第一空腔3的吸声频段与变压器油箱发出的噪声最为集中的频段匹配，以提高第一空腔3的吸声效果；

请参阅图2，若变压器油箱的安装空间充裕，可优先采用在复合吸声板1的两侧板面外分别设置吸振夹芯板2的方式，且吸振夹芯板2与复合吸声板1的间隔同样需要针对变压器油箱的噪声频段设置；

另外，请参阅图3，为了提高吸声频段区间范围，可以将两个吸振夹芯板2与复合吸声板1设置为不同的间距(即将复合吸声板1两侧的第二空腔4设置为不同厚度)，从而实现对变压器油箱噪声频段区间更大的覆盖范围，避免噪声泄漏传播；

当然，请参阅图4，在安装空间不允许的情况下，可以将其中一个吸振夹芯板2与复合吸声板1贴合，仅使另一个吸振夹芯板2与复合吸声板1间隔设置形成与变压器油箱的噪声较集中的频段匹配的第二空腔4，从而能够使第二空腔4吸收大部分的油箱噪声，而对于通过第二空腔4泄漏的噪声也能够被与复合吸声板1贴合的吸振夹芯板2进行吸收降噪，相较于单侧设置吸振夹芯板2的方式，也能够具有更好的降噪效果。

本发明提供的变压器油箱声振控制用吸隔声结构，与现有技术相比，悬挂于油箱外箱壁上的复合吸声板1能够吸收中低频段的噪音，吸振夹芯板2能够消解油箱箱壁振动产生的振动波，从而阻隔油箱的振动噪音传递，同时通过在复合吸声板1的其中一侧设置吸振夹芯板2，并在复合吸声板1和吸振夹芯板2之间形成第一空腔3，或者在复合吸声板1的两侧均设置吸振夹芯板2，从而在两个吸振夹芯板2与复合吸声板1之间均形成第二空腔4，利用第一空腔3或第二空腔4的吸声效果，并根据油箱箱壁的声振频段设置第一空腔3或第二空腔4的厚度，从而能够使第一空腔3或第二空腔4的隔音频段与油箱的声振频段相匹配，通过吸振夹芯板2、复合吸声板1以及第一空腔3或第二空腔4的配合减振吸声效果，能够提高噪音抑制性能，且结构简单，占用空间小，能够适于城市紧凑空间的变压器布局，且相较于增加油箱壁厚进行振动抑制的方式，能够降低变压器的声振控制成本。

作为本发明提供的一种变压器油箱声振控制用吸隔声结构的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，在复合吸声板1的两侧板面外均设有吸振夹芯板2时，两个吸振夹芯板2均与复合吸声板1间隔设置以在复合吸声板1的两侧板面外均形成第二空腔4。

复合吸声板1的板面两侧均设置吸振夹芯板2时，能够在复合吸声板1的两侧板面外分别形成第二空腔4，两个第二空腔4可以是等厚度腔体，也可以是厚度不同的腔体，具体设置方式应当根据变压器油箱的噪声测试结果决定，若变压器油箱的噪声频段窄而集中，应当将两个第二空腔4设置为适于吸收该频段噪声的同一厚度，从而确保两个第二空腔4共同作用下将该频段的噪声完全吸收，避免噪声泄漏，从而提高隔音效果；若变压器油箱的噪声频段较宽，单一的第二空腔4的吸声频段无法覆盖变压器油箱的噪声频段时，应当将两个第二空腔4设置为不同的厚度，从而使两个第二空腔4配合以提高吸声频段的覆盖范围，避免噪声泄漏。

具体的，请参阅图3，两个吸振夹芯板2与复合吸声板1之间的间距不同。也就是说，两个吸振夹芯板2分别与复合吸声板1的两侧壁想成为厚度不同的两个第二空腔4，由于特定厚度的空腔结构只能够针对特定频段的噪声进行吸收，在此通过两个不同厚度的第二空腔4配合，能够提高可吸收的噪声频段范围，避免噪声泄漏，从而提高隔音降噪效果。

另外，连接件包括固定穿设于复合吸声板1上的螺杆5，以及沿螺杆5的轴向间隔旋接于螺杆5上的多个螺母6；若复合吸声板1的一侧设有吸振夹芯板2，则螺杆5的其中一端穿过该吸振夹芯板2，并通过两个螺母6配合夹紧吸振夹芯板2；若复合吸声板1的两侧均设有吸振夹芯板2，则每个吸振夹芯板2均通过位于其两侧的两个螺母6配合夹紧固定。

通过旋动各个螺母6能够调整吸振夹芯板2与符合吸声板之间的间距，从而调整第一空腔3或第二空腔4的厚度，使第一空腔3或第二空腔4的吸声频段与变压器油箱的噪声频段相匹配，从而提高降噪效果，调整方式简单，连接稳定可靠。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图10，吸振夹芯板2包括间隔设置的两层隔音板21，以及设于两层隔音板21之间、分别与两层隔音板21连接的周期点阵结构22。

隔音板21采用金属薄板，由于两层隔音板21之间具有用于设置周期点阵结构22的间隙，因此两层隔音板21之间能够形成吸声腔体，隔音板21配合吸声腔体具有吸收和阻断中低频噪声的性能，而周期点阵结构22能够起到减振效果，可以针对变压器油箱的声振频段设置周期点阵结构22的具体结构，使周期点阵结构22对两层隔音板21产生的弹性模量与变压器油箱的振动波频段匹配，从而在振动波到达隔音板21时，能够被周期点阵结构22吸收，减振吸振效果好，因此，吸振夹芯板2兼具隔声和吸振双重作用，能够从噪声传播路径和噪声源两个维度进行降噪，相较于单纯采用隔声板进行降噪的方式效果更好。

具体的，请参阅图5至图10，周期点阵结构22为成周期点阵序列分布的多个钢构件，钢构件为多个钢条交叉连接成x型、金字塔型或米字型的结构件。

应当理解，周期点阵序列是指按照周期性规律分布的一组循环特征，具体在本实施例中是指钢构件按照周期性规律分布，如n个等间距排列的钢构件为一组，周期点阵结构22包括成矩阵分布的多组钢构件。

由于钢构件成周期点阵序列分布，因此能够使吸振夹芯板2具有稳定的弹性模量，也就是说，能够保证吸振夹芯板2各个位置的吸振频段一致，避免出现吸振薄弱区域，确保吸振夹芯板2的隔声吸振性能稳定；钢构件的具体结构能够决定周期点阵结构22的整体弹性模量，而钢构件的具体结构选择应当根据试验测得的变压器油箱的声振频谱特性进行设置，如x型结构的钢构件弹性模量小(参阅图5及图8)，适于匹配变压器油箱箱壁振幅大、振频低的情况，金字塔型(参阅图6及图9)或米字型(参阅图7及图10)结构的钢构件弹性模量大，适于匹配变压器油箱箱壁振幅小、振频高的情况；通过根据实际情况灵活选择不同结构的钢构件，从而使周期点阵结构22获得与变压器油箱声振频谱特性匹配的弹性模量，能够从抑制噪声源的角度提高吸振降噪效果，降低变压器噪音。

在本实施例中，吸振夹芯板2的厚度为10～30mm，隔音板21的厚度为1～3mm。

由于变压器油箱的振动噪声为中低频噪声，1～3mm厚度的隔音板21对中低频段的噪声阻隔率高，且当吸振夹芯板2的厚度为10～30mm时，两层隔音板21之间形成的腔体厚度也正适于吸收中低频段的噪声，当然，在此范围内，由于不同的变压器油箱的箱壁厚度、油箱体积等各不相同，隔音板21和吸振夹芯板2的具体厚度应当根据对变压器油箱的声振频谱特性实际测试后进行匹配选择，以提高减振降噪效果。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图5，复合吸声板1包括层叠设置的至少两层多孔吸声材料板11，以及分别夹装于相邻的多孔吸声材料板11之间的至少一层微穿孔薄膜或微穿孔薄板12。也就是说，参阅图1，若为两层多孔吸声材料板11，那么这两层多孔吸声材料板11之间夹装一层微穿孔薄膜或者微穿孔薄板12，参阅图5，若为三层或以上的多孔吸声材料板11，那么在至少两个相邻的多孔吸声材料板11之间夹装微穿孔薄膜或微穿孔薄板12，或者是每两个相邻的多孔吸声材料板11之间均夹装有微穿孔薄膜或微穿孔薄板12。

具体的，多孔吸声材料板11为玻璃棉多孔板或岩棉多孔板或聚酯纤维棉多孔板，不同的板材具有不同的中低频吸声频段，具体选择应当根据试验测得的变压器油箱的噪声频段而定；微穿孔薄膜或微穿孔薄板12为薄膜型声波超材料(声学超材料是人工制造的一种复合结构，其结构尺寸单元远小于声波波长，当声波垂直于薄膜平面入射时，只要入射频率和质量块在薄膜上的共振频率相匹配，就能够使得声波被完全反射，而不能透过，因此可以通过调整质量块和薄膜的弹性模量，就可以调整等效负质量密度出现的频率，实现对某个特定的较窄频段声波的衰减)，其具有良好的高频吸声性能，通过在多孔吸声材料板11之间夹装微穿孔薄膜或微穿孔薄板12，能够在保证其中低频吸声性能的前提下，提高其高频吸声效果，避免变压器油箱发出的高频噪声泄漏，另外，微穿孔薄膜或微穿孔薄板12的厚度、孔径以及孔密度与其吸声频段直接相关，因此微穿孔薄膜或微穿孔薄板12的具体参数也应当根据变压器油箱的噪声频段测试结果进行设定，且由于微穿孔薄膜或微穿孔薄板12的层数越多，其吸声频段越宽，因此在安装空间允许的情况下，优选设置多层微穿孔薄膜或微穿孔薄板12，以避免变压器油箱产生的高频噪声超出单层微穿孔薄膜或微穿孔薄板12的吸声频段范围，从而提高降噪效果。

本实施例中,微穿孔薄膜或微穿孔薄板12的厚度为0.2～1mm。在这一厚度范围内能够满足微穿孔薄膜或微穿孔薄板12的吸声频段覆盖变压器油箱的高频噪声频段范围，具体的，若厚度为0.2～0.6mm时采用微穿孔薄膜，若厚度为0.6～1mm时采用微穿孔薄板12，占用空间小，能够降低复合吸声板1的整体厚度，确保变压器油箱能够满足紧凑狭小的空间安装需求。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，变压器油箱声振控制用吸隔声结构的整体厚度小于150mm。占用空间小，能够满足变压器油箱的狭小空间安装需求，适于在城市电网中进行安装使用。

本发明还提供了一种变压器油箱。请参阅图1至图10，所述变压器油箱包括上述变压器油箱声振控制用吸隔声结构。

本发明提供的变压器，采用了上述变压器油箱声振控制用吸隔声结构，设于油箱外围的复合吸声板1能够吸收中低频段的噪音，吸振夹芯板2能够消解油箱箱壁振动产生的振动波，从而阻隔油箱的振动噪音传递，同时通过在复合吸声板1的其中一侧设置吸振夹芯板2，并在复合吸声板1和吸振夹芯板2之间形成第一空腔3，或者在复合吸声板1的两侧均设置吸振夹芯板2，从而在两个吸振夹芯板2与复合吸声板1之间均形成第二空腔4，利用第一空腔3或第二空腔4的吸声效果，并根据油箱箱壁的声振频段设置第一空腔3或第二空腔4的厚度，从而能够使第一空腔3或第二空腔4的隔音频段与油箱的声振频段相匹配，通过吸振夹芯板2、复合吸声板1以及第一空腔3或第二空腔4的配合减振吸声效果，能够提高噪音抑制性能，且结构简单，占用空间小，能够适于城市紧凑空间的变压器布局，且相较于增加油箱壁厚进行振动抑制的方式，能够降低变压器的声振控制成本。

本发明还提供了一种变压器。请参阅图1至图10，所述变压器包括上述变压器油箱。

本发明提供的变压器，采用了具有上述变压器油箱声振控制用吸隔声结构的变压器油箱，设于油箱外围的复合吸声板1能够吸收中低频段的噪音，吸振夹芯板2能够消解油箱箱壁振动产生的振动波，从而阻隔油箱的振动噪音传递，同时通过在复合吸声板1的其中一侧设置吸振夹芯板2，并在复合吸声板1和吸振夹芯板2之间形成第一空腔3，或者在复合吸声板1的两侧均设置吸振夹芯板2，从而在两个吸振夹芯板2与复合吸声板1之间均形成第二空腔4，利用第一空腔3或第二空腔4的吸声效果，并根据油箱箱壁的声振频段设置第一空腔3或第二空腔4的厚度，从而能够使第一空腔3或第二空腔4的隔音频段与油箱的声振频段相匹配，通过吸振夹芯板2、复合吸声板1以及第一空腔3或第二空腔4的配合减振吸声效果，能够提高噪音抑制性能，且结构简单，占用空间小，能够适于城市紧凑空间的变压器布局，且相较于增加油箱壁厚进行振动抑制的方式，能够降低变压器的声振控制成本。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。