[发明专利]一种适用于换流站滤波电容器的隔声装置

说明书

本发明公开了一种适用于换流站滤波电容器的隔声装置，包括设置在电容器壳体顶部、底部及其中一组相对侧面的吸隔声结构，和设置在电容器壳体另一组相对侧面的消声结构；所述吸隔声结构由阵列分布的吸隔声单元组成，吸隔声单元包括依次贴合的第一面板、中间迷宫层和第二面板，靠近电容器壳体一侧的面板上设置有穿孔；所述中间迷宫层包括框架，所述框架的内部空间被隔板分隔成若干条共平面的折叠通道，若干条所述折叠通道在框架的中心区域相互连通，所述中心区域正对所述穿孔的位置。本发明可在保证滤波电容器散热性能的同时，大幅降低其声能显著的多个谐波噪声，具有较好的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及吸声和隔声技术领域，具体涉及一种适用于换流站滤波电容器的隔声装置。

背景技术

近年来，随着高压直流输电电压等级的不断提高，换流站中电力设备在数量和容量上不断增加，其辐射的低频噪声污染问题备受公众关注。在高压直流输电系统中，为吸收整流和逆变过程中产生的大量谐波电流，需要配置大量的滤波电容器。这些电容器在谐波电流激励下将产生较大噪声，考虑到换流站中配置的滤波电容器数量多、密度大、且常被安装于较高的电容器塔架上，其噪声目前已成为换流站噪声的主要来源之一。

为降低电容器辐射噪声，黄国兴等人通过在电容器顶面(套管侧)和底面分别增设微穿孔板共振吸声结构降低电容器辐射的噪声。然而，微穿孔板共振吸声结构通常要求较大的背腔实现中低频吸声，且其吸声带宽较窄，不足以覆盖电容器噪声的几个主要的谐波频率。专利文献CN111785520A公布了一种适用于电力电容器的降噪装置，通过设置全封闭式减振外壳，并在外壳内设置海绵层和真空管降低其噪声辐射噪声。然而，由于海绵的散热能力很差，尽管其提出在电容器内部设置散热装置，但实现方式过于复杂，且内部空间封闭无法形成有效对流，该装置的散热效果不佳。专利文献CN110767446A公布了一种电力滤波电容器降噪装置以及降噪方法，包括分别安装在电容器壳体顶部的隔声罩和安装在其底部的吸声腔结构。然而，该装置只对电容器顶部和底部作隔声处理，尽管电容器顶部和底部相比侧面所辐射的噪声声压级更高，但由于电容器侧面具有更大的声辐射面积，其辐射的声能量仍较大，故该装置的整体隔声量不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于换流站滤波电容器的隔声装置，在兼顾通风散热的同时，实现高效隔声。

一种适用于换流站滤波电容器的隔声装置，一种适用于换流站滤波电容器的隔声装置，其特征在于：包括设置在电容器壳体顶部、底部及其中一组相对侧面的吸隔声结构，和设置在电容器壳体另一组相对侧面的消声结构；

所述吸隔声结构由阵列分布的吸隔声单元组成，所述吸隔声单元包括依次贴合的第一面板、中间迷宫层和第二面板，靠近电容器壳体一侧的面板上设置有穿孔；所述中间迷宫层包括框架，所述框架的内部空间被隔板分隔成若干条共平面的折叠通道，若干条所述折叠通道在框架的中心区域相互连通，所述中心区域正对所述穿孔的位置。

所述消声结构由阵列分布的消声单元组成，所述消声结构包括依次贴合的第一穿孔板、所述的中间迷宫层和第二穿孔板；消声单元的中间迷宫层与吸隔声单元的中间迷宫层结构完全相同。

根据换流站内滤波场中电容器的噪声频谱特性，如图1所示，电容器辐射的噪声主要为中低频噪声，且具有明显的谐波特性，尤其是400Hz、500Hz、600Hz和700Hz谐波上声能显著。为此，以400Hz、500Hz、600Hz和700Hz为目标频率，设计吸隔声单元和消声单元的中间迷宫层四条折叠声通道的长度。每条折叠声通道的长度分别为目标频率对应波长的1/4。当声波入射到吸隔声单元或消声单元上时，声波沿面板或穿孔板开口处进入中间迷宫层的折叠通道中，由于声波在折叠通道末端反射并返回至开口处所经历的声程差正好为目标频率对应波长的1/2，该频率声波在面板或穿孔板开口处产生相消干涉。因此，面板或穿孔板开口位置处声能量很小，大部分声能量聚集在折叠通道内部，由于声波在折叠通道内传播过程中存在热粘性损耗，聚集在折叠通道内的声能量被转化为热能而损耗掉，从而实现对目标频率噪声的高效吸声，进而产生较高的隔声量。