電力變壓器噪聲，產生原因/​聽聲辯好壞/解決方法

電力變壓器噪聲，產生原因/聽聲辯好壞/解決方法

導 讀

變壓器噪聲是由本體結構設計、選型布局、安裝、使用過程中，變壓器本體及冷卻係統產生的不規則、間歇、連續或隨機引起的機械噪聲及空氣噪聲總和。變壓器所產生的噪聲廣泛影響住宅小區、商業中心、輕站、機場、廠礦、企業、醫院、學校等場所。

產生原因

具體來說，變壓器噪聲共有三個聲源，一是鐵心，二是繞組，三是冷卻器，即空載、負載和冷卻係統引起噪聲之和。鐵心產生噪聲原因是構成鐵心矽鋼片交變磁場作用下，會發生微小變化即磁致伸縮，磁致伸縮使鐵心隨勵磁頻率變化做周期性振動，鐵心磁致伸縮變形和繞組、油箱及磁屏蔽內電磁力所引起。

繞組產生振動原因是電流繞組中產生電磁力，漏磁場也能使結構件產生振動。電磁噪聲產生原因是磁場誘發鐵心疊片沿縱向振動產生噪聲，該振動幅值與鐵心疊片中磁通密度及鐵心材質磁性能有關，而與負載電流關係不大。電磁力(和振動幅值)與電流平方成正比，而發射聲功率與振動幅值平方成正比。

聽聲辯好壞

戶外配電變壓器在正常運行或出現故障時會發出不同的聲響。如果能通過判斷變壓器內發出的聲音就能判定變壓器的運行情況，這樣省時又省力，今天小編就給大家分享“聽聲辯好壞”。

正常運行的聲響

“嗡嗡”的均勻電磁聲

說明變壓器是正常運行的，電流通過鐵心產生交變磁通，就會發出“嗡嗡”的均勻電磁聲，音響的強弱正比於負荷電流的大小。

非正常運行的聲響

“吱吱”聲

分為兩種情況：

（1）當分接開關調壓之後，響聲加重，以雙臂電橋測試其直流電阻值，均超過出廠原始數據的2%，屬接觸不良，係觸頭有汙垢而引起的。

處理方法：旋開分接開關的風雨罩，卸下鎖緊螺絲，用搬手把分接開關的軸左右往複旋轉10～15次，即可消除這種現象，修後立即裝配還原。 

（2）終端杆引至跌落式熔斷器的引下線采用裸鋁或裸銅絞線，但張力不夠，再加上瓷瓶紮線鬆馳所致。在黃昏和黎明時可見小火花發出“吱吱”聲，這與變壓器內部發出的“吱吱”聲有明顯區別。

處理方法：利用節假日安排停電檢修，將故障排除。

“劈啪”的清脆擊鐵聲

這是高壓瓷套管引線，通過空氣對變壓器外殼的放電聲，是變壓器油箱上部缺油所致。

處理方法：用清潔幹燥的漏鬥從注油器孔插入油枕裏，加入經試驗合格的同號變壓器油(不能混油使用)，補油量加至油麵線溫度+20℃為宜，然後上好注油器。否則，油受熱膨脹會產生溢油現象。如條件允許，應采用真空注油法以排除線圈中的氣泡。

“知啦”如磁鐵吸動小墊片的響聲

發出這類聲響，而變壓器的監視裝置、電壓表、電流表、溫度計的指示值均屬正常。這往往由於新組裝或吊芯檢修時的疏忽大意，沒將螺釘或鐵墊上緊或掉入小號鐵質部件，在電磁力作用下所致。

處理方法：待變壓器吊芯檢修時加以排除。

似蛙鳴的“唧哇唧哇”聲

當刮風、時通時斷、接觸時發生弧光和火花，但聲響不均，時強時弱，係經導線傳遞至變壓器內發出之聲。可配合電壓表的指示值進行判斷，若B相缺電，則電壓大致為：u1-2=230V，u1-3=400V u2-3=230V，u1-0=230V u2-0=0V，u3-0=230V

處理方法：立即安排停電檢修。一般發生在高壓架空線路上，如導線與隔離開關的連接、耐張段內的接頭、跌落式熔斷器的接觸點以及丁字形接頭出現斷線、鬆動，導致氧化、過熱。待故障排除後，才允許投入運行。

微弱的嘶叫聲

在變壓器的容量較小時(100kVA以下)，受個別電器設備的起動電流衝擊，例如，26kW直流弧焊機的起弧，又如22kW250kg空氣錘的驅動等，經導線傳遞至變壓器內而發出的微弱嘶叫聲。

處理方法：如保護、監視裝置，以及其他電器元件無異常預兆，這應屬正常現象。

“虎嘯”聲

當低壓線路短路時，會導致短路電流突然激增而造成這種“虎嘯”聲。

處理方法：變壓器本體的檢查與測試，從外觀檢查著手，參見“聲響減弱”的處理方法。

“咕嘟咕嘟”像燒開水的沸騰聲

變壓器線圈發生層間或匝間短路，短路電流驟增，或鐵心產生強熱，導致起火燃燒，致使絕緣物被燒環，產生噴油，冒煙起火。

處理方法：先斷開低壓負荷開關，使變壓器處於空載狀態下，然後切斷高壓電源，斷開跌落式熔斷器。解除運行係統，安排吊芯大修。

特殊噪聲

由於負載和周圍環境溫度的變化，使油枕的油麵線發生變化，因此，水蒸氣伴隨空氣一並被吸入油枕內，凝成水珠，促使內部氧化生鏽，隨著積聚程度加劇，會落到油枕的下部。鐵鏽通過油枕與油蓋的連通管，堆積在部分軛鐵上，從而在電磁力的作用下產生振動，發出特殊噪聲。這還會導致變壓器運行油機械雜質增多，使油質惡化。

處理方法：油枕與集泥器的清潔是同時進行的，應根據變壓器的負荷情況，溫升狀況來決定 。使用經驗證明，兩年清潔一次為好。

檢測標準

《中華人民共和國環境噪聲汙染防治法》第61條規定，受到環境噪聲汙染危害的單位和個人，有權要求加害人排除危害；造成損失的，依法賠償損失。

國家《住宅設計規範》中規定：住宅建築中不宜布置鍋爐、變壓器及其它有噪聲振動源等設備用房。如受條件限製需要布置時，應符合現行的建築防火、建築隔聲及相關規範的規定。而《民用建築隔聲設計規範》規定：條件許可時，易將噪聲源設置在地下，但不宜比鄰主題建築或設在主體建築下。如不能避免時，必須采取可靠的隔振、隔聲措施。

在2008年我國環境保護部發布的強製標準《GB 3096-2008 聲環境質量標準》中規定聲環境按區域的使用功能特點和環境質量要求，聲環境功能區分為以下五種類型：

各類聲環境功能區適用表1規定的環境噪聲等效聲級限值。

圖片表1 各類聲環境功能區環境噪聲等效聲級限值

各類聲環境功能區夜間突發噪聲，其最大聲級超過環境噪聲限值的幅度不得高於15dB（A）。

另外，環保部於2008年10月1日實施的《GB22337-2008 社會生活環境噪聲排放標準》中對室內噪聲排放限值做了更嚴格的規定，其中對結構傳播噪聲的規定如下：

在社會生活噪聲排放源位於噪聲敏感建築物內情況下，噪聲通過建築物結構傳播至噪聲敏感建築物室內時，噪聲敏感建築物室內等效聲級不得超過規定的限值。

對於在噪聲測量期間發生非穩態噪聲（如電梯噪聲、水泵噪聲）的情況，最大聲級超過限值的幅度不得高於10dB（A）。

除了環保部的兩個關於噪聲排放的標準外，建設部2006年3月1日施行的強製標準《GB 50368-2005住宅建築規範》中對住宅噪聲和隔聲有如下規定：

住宅應在平麵布置和建築構造上采取防噪聲措施。臥室、起居室在關窗狀態下的白天允許噪聲級為50dB(A聲級)，夜間允許噪聲級為40dB(A聲級)。電梯不應與臥室、起居室緊鄰布置。受條件限製需要緊鄰布置時，必須采取有效的隔聲和減振措施。管道井、水泵房、變壓器房、風機房應采取有效的隔聲措施，水泵、變壓器、風機應采取減振措施。

另外，中國城鄉建設環境保護部發布的《GBJ 118-1988 民用建築隔聲設計規範》中3.1.1條規定住宅內臥室、書房與起居室的允許噪聲級應該符合規範的限值。

既然有了這麽多的國家標準對變壓器噪聲進行規範，為什麽乐鱼官网生活周圍還是經常發生業主與開發商間有關變壓器噪聲糾紛的事情呢？其中很大一部分原因應該歸結於建築驗收的不完善。乐鱼官网可以從建築驗收備案裏麵發現，很多建築的驗收證明驗收的隻是施工部分，一些驗收證明的備注裏麵明確說明供水供電不在驗收之列。正是因為建築施工和驗收中存在某些不規範、不完善的地方，才會引起交房後的變壓器噪聲糾紛。

在英國標準 BS 661(與聲學有關的名詞術語)中，已經用標準定義對噪聲的主觀性進行了強調。即對於噪聲的接收者而言，噪聲是令人生厭的。因此，可以容易理解為什麽人們在舞會上感到音樂和喧鬧是一種享受，而當人想入睡時，即使同樣的聲音也會感到是一種幹擾和煩惱。變壓器噪聲不僅是連續的，而且絕大部分是屬於中等音頻，對人的聽覺危害是最小的，不存在固有的有害性，這意味著變壓器噪聲引起人們的煩惱程度大概與變壓器的視在音量有關，解決這一問題的最好辦法是確定各種型式和規格的變壓器所發出的視在響度。

解決方法

運行中變壓器的噪聲通常是指變壓器的本體噪聲和冷卻裝置噪聲合成的噪聲。因此，為了降低變壓器的噪聲，也應從這兩個方麵來采取有效的技術措施。目前，國內變壓器噪聲檢測機構有清華大學建築物理實驗室。

一方麵，對變壓器的本體噪聲，可通過減小鐵心的振動和降低噪聲的發散能力來控製；也可通過減振及隔聲、吸聲等措施，使噪聲在傳播途徑中得以衰減。

另一方麵，對冷卻係統的噪聲加以控製，使其噪聲接近或低於本體噪聲水平，也能有效降低變壓器噪聲。

一:降低變壓器本體噪聲

鐵心采取的技術措施

1：選用磁致伸縮ε小的優質矽鋼片優質矽鋼片提高了結晶方位的完整度，特殊塗層增加了其抗張力，從而降低了其磁致伸縮ε。在磁通密度為1.5T時，高晶粒取向矽鋼片的磁致伸縮ε隻有一般矽鋼片的60%。因此，在相同磁密下，優質矽鋼片的磁致伸縮ε較小，產生的振動也相應較小，噪聲可降低2~4dB(A)。

2：降低鐵心的磁通密度B 鐵心的額定工作磁密B通常取決於噪聲及空載損耗的要求值。試驗結果表明，額定磁密B在1.5~1.8T範圍內，磁密每降低0.1T，鐵心的噪聲可降低2~3dB(A)。磁密變化引起的噪聲變化量ΔLpa可由以下公式確定：

式中：

B1、B2——分別為變化前後的工作磁密 （T）

GFe2、GFe1——對應B1、B2的鐵心重量 （kg）

應注意的是，磁密的降低不僅導致變壓器體積和重量的增加，使經濟指標變差，而且會使噪聲發射的表麵積增大，從而導致變壓器的聲功率級增大。

3：采用全斜交錯接縫的鐵心結構在傳統的心柱和鐵軛交錯接縫結構中，磁力線在接縫處橫向穿越附近的矽鋼片，會產生渦流和磁飽和，導致噪聲和空載損耗增大。而采用全斜交錯接縫，保證了心柱和鐵軛搭接，減小了磁通畸變，保證了鐵心整體機械強度。實踐證明，當磁密為1.7T時，鐵心采用全斜交錯接縫噪聲能降低3~5dB(A)。

4：增加鐵心接縫有試驗表明，當變壓器鐵心由兩級接縫變為三級接縫時，其噪聲可降低3~6dB(A)。這是因為在兩級接縫中，對應的兩個接縫間隙隻跨越一層疊片，而三級接縫則跨越兩層疊片，通過每層跨接疊片末端處的磁密降低，故而導致噪聲降低。

5：增加鐵心接縫有試驗表明，當變壓器鐵心由兩級接縫變為三級接縫時，其噪聲可降低3~6dB(A)。這是因為在兩級接縫中，對應的兩個接縫間隙隻跨越一層疊片，而三級接縫則跨越兩層疊片，通過每層跨接疊片末端處的磁密降低，故而導致噪聲降低。

6：控製鐵心夾緊力有資料表明，當鐵心夾緊力在壓強為0.08~0.12Mpa時，變壓器噪聲最低。在鐵心製造過程中可通過力矩扳手合理控製夾緊力；同時也可在心柱級間放置絕緣棒，使心柱綁紮受力均勻，防止因鐵心受力不均勻而導致磁致伸縮ε增大。使用以上措施，能降低本體噪聲3~6dB(A)。

7：采用先進的加工工藝磁致伸縮ε對應力極為敏感。在相同磁密條件下，有較大應力的矽鋼片與應力較小的矽鋼片相比，ε隨應力的增加而急劇增大。因此，采用先進、合理的加工措施如：采用自動化的橫、豎剪切線，控製矽鋼片堆放高度，不疊上鐵軛，對油道和夾件絕緣等使用的紙板進行預壓密化處理等措施都可減少矽鋼片的應力增加，從而降低變壓器噪聲。

8：在鐵心墊腳與箱底之間放置減振橡膠如前所述，鐵心的磁致伸縮振動分別是通過墊腳和絕緣油這兩條途徑傳給油箱的。在鐵心墊腳與箱底之間放置減振橡膠，能使器身與油箱間的剛性接觸變為彈性接觸。從而，阻斷部分振動的傳遞，減小本體噪聲。

油箱采取的技術措施

1：增加箱壁強度，減小箱壁振幅 為減小箱壁振幅，必須增加油箱整體的剛性。為此，可適當增加箱壁厚度或合理布置加強筋，控製筋間距。同時，輔以合理的焊接工藝，減小箱壁焊接變形，減少製造過程中的殘留應力。這樣，就能提高箱壁強度，減小箱壁振幅，降低噪聲。

2：增加油箱阻尼 可在油箱內壁設置橡膠板。對有磁屏蔽的變壓器，可將橡膠板放置在箱壁與磁屏蔽之間。在加強筋間焊接普通工業鋼板網，網上塗刷2-3mm厚的阻尼材料，這樣既不影響箱壁散熱，又減小了箱壁的振動，降低了噪聲。

3：在油箱底部與基礎間設置減振器 在油箱底部與基礎間設置減振器，避免箱底與基礎間的剛性連接，使振動通過減振器發生衰減，以達到降低噪聲的目的。通常采用的是橡膠減振器和彈簧膠減振器。

二：加隔聲層降低噪聲

油箱結構，分為組合式與高效式兩種。組合式為：可油箱外部結構情況將隔音板做成若幹件，鋼板內放吸音材料。吸音材料有：岩棉、玻璃纖維等。隔音壁能把變壓器本體發射部分噪聲反射回去；當噪聲穿過隔聲壁時，也能被吸收一些，起到降低噪聲作用。

單件隔音板用螺栓分別固定油箱加強鐵上，采用這種隔音板可降低噪聲10-15dB(A)。也可采用高效隔音板，放兩個加強鐵之間，薄彈簧鋼板固定。框形附加重物調整高效隔音板振動特性，使它振幅明顯低於加強鐵振幅，有效屏蔽住變壓器本體發出噪聲，可降低噪聲5-10dB(A)。

三：有源抵銷消聲法

采用消聲法降低噪聲。即變壓器lm以內放置若幹個噪聲發聲器，使它們發出噪聲與變壓器發出噪聲互相抵消。它原理是首先把變壓器噪聲信號轉變為電信號，然後放大激勵噪聲發聲器，使各噪聲發出來噪聲，振幅相等，相位相反，使變壓器噪聲受到破壞性幹擾，可降低噪聲15dB(A)左右。

四：降低冷卻係統噪聲

選用低噪聲的冷卻裝置在冷卻裝置的選用過程中，應選用低噪聲的冷卻裝置。用多台流量適中的新型低噪聲風扇替代大流量高噪聲風扇具有以下優點：第一，風扇布置均勻，能提供均勻冷卻；第二，一組風扇出現故障，其餘風扇仍能正常運行，提高了冷卻係統的可靠性；第三，在總的冷卻風量不變的前提下，其電機功率僅為大流量風扇的70%~75%，噪聲降低了2~3dB(A)。

采用減振裝置 變壓器本體的噪聲通過箱壁和油引起冷卻裝置的振動，采用以下措施能有效控製其振動。第一，在油箱與散熱器之間采用防振頭。防振頭可由耐腐蝕的防振橡膠或不鏽鋼製作。試驗結果表明，防振頭通常能使自冷片式散熱器的振動噪聲降低5~8dB(A)。第二，對於側吹或底吹片式散熱器冷卻方式，為避免風扇加劇冷卻係統的振動，風扇支架不能直接固定在散熱器上，而應固定在箱壁上，並應設置減振橡膠墊。第三，冷卻係統和本體分別安裝的變壓器，風扇應固定在專用基礎上。

五：其它方法

設計低空載噪聲變壓器時，盡量采用自冷式，這樣可去除風扇和油泵噪聲疊加。當容量難以滿足需要時，滿足大容量變壓器散熱，盡量選用低噪聲潛油泵和低轉數風扇冷卻器。采用低速風扇，能使自冷變壓器容量提高33%，噪聲達到69dB(A)。具體情況，也可采用雙速風扇。負荷較小時開動低速風扇，噪聲可相應降低；負荷較大時開動高速風扇，能使自冷變壓器容量提高67%，但此時噪聲較大，達到75dB(A)。

室內布置變壓器時，應考慮由噪聲牆麵反射時可能導致噪聲增加。該增值是變壓器表麵積與變壓器室表麵積之比函數，並與牆麵和天花板吸聲係數有關。采用礦渣棉或類似材料對牆麵塗覆處理，可增加吸聲係數，使噪聲明顯降低。