一种变压器油箱用减振降噪装置的制作方法

1.本实用新型涉及隔震领域，具体涉及一种变压器油箱用减振降噪装置。


背景技术：

2.随着城市建设的快速发展，社会用电量的不断攀升，许多变电站逐渐深入人口密集区域，城镇区域内的变电站越来越多，变电站振动与噪声问题逐渐成为社会关注的焦点。大型电力变压器是变电站的主要噪声源，变压器降噪技术有很多种途径。基于变压器铁芯和绕组振动控制技术的降噪措施实际效果提升有限，在材料特性、产品设计、生产工艺及成本等方面受到不同程度的限制，降噪成本投入和产出反差较大。
3.由此得出，现有技术中对变电站降噪存在降噪成本高，降噪效果不佳的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中对变电站降噪存在降噪成本高、降噪效果不佳的问题，本实用新型提供了一种变压器油箱用减振降噪装置，包括设置于变压器油箱外侧的外壳(6)和位于外壳(6)内部的真空腔体(1)、声波汇集腔体(3)以及弹性连接件；
5.所述声波汇集腔体(3)为中空的桶状结构，所述桶状结构朝向变压器油箱的一端为顶端，另一端为底端，所述桶状结构的底端开口小于所述顶端开口；
6.所述真空腔体(1)位于所述桶状结构的底端开口与外壳(6)内部的顶部之间，且至少完全覆盖所述底端开口；
7.所述桶状结构的顶端开口通过所述弹性连接件与变压器油箱外侧连接。
8.优选的，所述桶状结构呈喇叭筒型，且所述喇叭筒型的底端面积不大于所述外壳(6)内部顶部面积。
9.优选的，在所述喇叭筒型的底端开口处密封有柔性阻尼板(4)。
10.优选的，所述弹性连接件包括弹簧(5)。
11.优选的，所述弹簧(5)包括：圈状弹簧或环形弹簧；
12.当所述弹簧(5)为环形弹簧时，所述环形弹簧的一端与所述桶状结构的顶端连接，另一端与所述变压器油箱外侧连接；
13.当所述弹簧(5)为圈状弹簧时，所述圈状弹簧一侧与所述桶状结构的顶端连接，另一侧与所述变压器油箱外侧连接。
14.优选的，所述真空腔体(1)包括：两层板和具有一定高度的固定物；
15.所述两层板堆叠，且通过所述具有一定高度的固定物固定；
16.所述两层板沿周围密封，且所述两层板之间的空隙抽真空。
17.优选的，所述有一定高度的固定物包括：多个焊点。
18.优选的，所述两层板中位于上层的板的表面积与所述外壳(6)内部的顶部面积相同。
19.优选的，在所述声波汇集腔体(3)的外侧壁与所述外壳(6)之间设有吸声材料层
(2)，所述吸声材料层(2)内具有填充物。
20.优选的，所述填充物包括低频吸声材料。
21.优选的，所述低频吸声材料包括以下材料中的一种或多种：陶粒板、岩棉、矿棉、纤维水泥板。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
23.本实用新型提供了一种变压器油箱用减振降噪装置，包括设置于变压器油箱外侧的外壳和位于外壳内部的真空腔体、声波汇集腔体以及弹性连接件；外壳和位于外壳内部的真空腔体、声波汇集腔体以及弹性连接件；所述声波汇集腔体为中空的桶状结构，所述桶状结构朝向变压器油箱的一端为顶端，另一端为底端，所述桶状结构的底端开口小于所述顶端开口；所述真空腔体位于所述桶状结构的底端开口与外壳内部的顶部之间，且至少完全覆盖所述底端开口；所述桶状结构的顶端开口通过所述弹性连接件与变压器油箱外侧连接。本实用新型采用声波汇集腔体消纳声波能量并将剩余的声波能量汇集到底部的开口处，由真空腔体对剩余的声波能量进行降噪，在降低了降噪成本的同时，实现了更好的降噪效果。
附图说明
24.图1为本实用新型的一种变压器油箱用减振降噪装置结构剖面示意图；
25.图2为本实用新型的声波汇集腔体俯视图；
26.图3为呈环形的弹簧结构示意图；
27.图4为本实用新型的声波汇集腔体和弹性连接件使用状态示意图；
28.其中，1、真空腔体；2、吸声材料层；3、声波汇集腔体；4、柔性阻尼板；5、弹簧；6、外壳。
具体实施方式
29.针对现有技术基于变压器铁芯和绕组振动控制技术的降噪措施，降噪成本投入高，降噪效果不佳的问题，如果对电力变压器箱体结构进行适度的振动控制，既突破上述条件的束缚，又能降低降噪成本。在这样的背景下，针对大型油浸式变压器铁芯绕组振动产生的噪声，由于绝缘和油箱结构耦合较好，产生的噪声通过油箱壁向外辐射，如果在油箱顶部箱壁上增加具有特定质量的声波汇集空腔体，通过弹性连接件，可降低箱壁振动幅值。同时辐射声波传至声波汇集腔体内部，通过共振和内附吸声材料，从而吸收噪声传递能量，基于该原理本实用新型提出了一种变压器油箱用减振降噪装置，变压器油箱仍然按照常规变压器设计，在变压器油箱顶部钢板上增加特殊吸声结构，起到抑制低频声波在变压器箱体结构中的透射传播作用。该方法可以有效的提高变压器油箱顶部钢板的隔声量，降低变压器的辐射噪声，而且成本低且不影响变压器油箱箱壁外观整体形状，可以免维护长期使用。
30.本实用新型提供的一种变压器油箱用减振降噪装置，如图1所示，包括位于变压器油箱外侧的外壳6和位于外壳6内部的真空腔体1、声波汇集腔体3以及弹性连接件；
31.声波汇集腔体3为中空的桶状结构，且桶状结构朝向变压器油箱的一端为顶端，另一端为底端，桶状结构的底端开口小于顶端开口；
32.真空腔体1位于声波汇集腔体3的底端开口与外壳6内部的顶部之间，且至少完全
覆盖底端开口；
33.所述弹性连接件位于所述声波汇集腔体3的顶端开口与变压器油箱外侧之间。
34.该真空腔体1包括两层板，两层板堆叠设置，且通过具有一定高度的固定物固定两层板，并沿两层板周围密封，在所述两层板之间形成空隙，对空隙抽真空处理。有一定高度的固定物包括：多个焊点。
35.两层板中的上层的板的表面积与外壳6内部的顶部面积相同。
36.声波汇集腔体3呈中空的桶状结构，该桶状结构呈喇叭筒型，该喇叭筒型能够更好的汇集声波能量，且喇叭筒型的底端面积不大于外壳6内部顶部面积。
37.声波汇集腔体3用于消纳声波能量并将剩余的声波能量汇集到喇叭筒型的底部开口处，经过真空腔体1将剩余的声波能量消耗。
38.如图2所示的声波汇集腔体3由具有一定质量的长方形、圆形或椭圆形空腔体制成，整体呈收口喇叭筒型，目的是汇集声波能量，声波汇集腔体3的腔体内部可贴附吸声阻尼涂层，通过吸声阻尼涂层降低由箱壁向外辐射的声波。
39.本实施例中的弹性连接件可采用弹簧5，这里的弹簧5可采用圈状弹簧或环形弹簧，这里优选环形弹簧，如图3所示。
40.环形弹簧位于喇叭筒型的顶端，具有一定质量的声波汇集腔体3通过环形弹簧与变压器油箱外侧连接，形成减振降噪装置，降低变压器油箱的上下振动。环形弹簧具备压缩性能，且阻尼特性较好。
41.这里以声波汇集腔体3通过环形弹簧与变压器油箱顶部钢板连接为例进行介绍。
42.变压器油箱顶部钢板上下振动时，将动能传递给弹簧5，弹簧5转换为上部质量的动能和势能，从而削低振动峰值，起到减振效果。该弹簧5减振原理具体如下：
43.步骤1.计算电力设备振动频率：f；
44.步骤2.计算所选减振器固有频率：
45.其中h为弹簧静位移，或称压缩量，g为减振器配置质量，引入电力设备振动频率与所选减振器固有频率的比值z：
[0046][0047]
步骤3.用弹簧5为电力设备减振，在声学上是主动隔振问题，根据隔振原理，力传递率：
[0048][0049]
其中，qm为品质因数，为弹簧振子固有圆频率，m为振子质量，r
为阻力系数，k为弹簧的弹性系数，此处引入阻尼比可得可得力传递率
[0050]
根据隔振原理
[0051]
而d通常较小，上述传递率公式可近似为得到传递率，便可根据下式计算隔振率：
[0052]
隔振率＝1-传递率。
[0053]
真空腔体1所用材质为具有一定刚性的材质，可采用金属材料，例如碳素钢材、不锈钢、铝合金材料等；也可采用非金属材料，如碳纤维复合板、有机玻璃等。抽真空度不低于50％。
[0054]
在声波汇集腔体3的外侧壁和外壳6形成的空腔以及该空腔内填充的填充物，构成吸声材料层2。该填充物构成的吸声材料层对弹性连接件和声波汇集腔体未完全吸收的声波能量进行再次降噪，达到更好的降噪效果。
[0055]
吸声材料层2中的填充物可选择低频吸声材料，如陶粒板、岩棉、矿棉、纤维水泥板等。均匀分布在声波汇集腔体3外侧壁与真空腔体1以及外壳6的空隙间。吸声材料层2整体呈圆环型，与声波汇集腔体3外形相匹配。
[0056]
弹簧5用于连接声波汇集腔体3与变压器油箱顶部钢板，当钢板振动时，可将振动传递至声波汇集腔体3进行声波能力汇集，然后通过真空腔体1吸收声波能量，起到减振作用，弹簧5刚度可通过数量进行调节，使其减振效果达到最佳。
[0057]
声波汇集腔体3呈喇叭筒型，在喇叭筒型的底端开口处密封有柔性阻尼板4，将声波汇集腔体未完全吸收的声波能量吸收，达到更好的降噪效果。
[0058]
声波汇集腔体3具有一定质量。当具有一定质量的声波汇集腔体3上下振动时，可起到阻尼耗能作用，同时起到定位的作用。
[0059]
如图4所示，呈喇叭筒型的声波汇集腔体3通过螺栓安装在环形弹簧的圆环上，环形弹簧的圆环与变压器油箱顶部钢板是固定连接的，这样声波汇集腔体3 就与环形弹簧连接起来了。
[0060]
减振降噪装置之间彼此无连接，为独立装置，弹簧5所在空间可以是圆柱空腔，也可以是长方形空腔，三角形，多边形空腔均可，外观可根据顶部具体空间进行设计，本实施例仅以正方形为例，如图4所示，四角处的吸声层采用吸声材料填充。吸声层是填满声波汇集腔体3的上方。
[0061]
本实用新型的变压器油箱用减振降噪装置的降噪原理，如下：
[0062]
由变压器油箱振动产生的声波通过变压器油箱顶部的钢板向外辐射，经过与变压器油箱顶部钢板连接的弹性连接件减振后，传输至与弹性连接件连接的声波汇集腔体3内部，经声波汇集腔体3降噪并汇集剩余的声波能量至声波汇集腔体 3呈桶状结构的底端，经过位于桶状结构的底端，且固定于外壳6内部的顶部的真空腔体1，吸收声波汇集腔体3汇集
的剩余的声波能量，阻断声波传递完成降噪。
[0063]
经过与变压器油箱顶部钢板连接的环形弹簧，将振动产生的动能传递给环形弹簧，由环形弹簧转换为动能和势能，消除低振动峰值进行减振。
[0064]
以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。