变压器噪声(百度百科)

简介
biàn yā qì zào shēnɡ
英语：Transformer Noise
变压器噪声是由本体结构设计、选型布局、安装、使用过程中，变压器本体及冷却系统产生的不规则、间歇、连续或随机引起的机械噪声及空气噪声总和。

变压器所产生的噪声广泛影响住宅小区、商业中心、轻站、机场、厂矿、企业、医院、学校等场所。

具体来说，变压器噪声共有三个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器，即空载、负载和冷却系统引起噪声之和。

铁心产生噪声原因是构成铁心硅钢片交变磁场作用下，会发生微小变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率变化做周期性振动，铁心磁致伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内电磁力所引起。

绕组产生振动原因是电流绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构件产生振动。

电磁噪声产生原因是磁场诱发铁心叠片沿纵向振动产生噪声，该振动幅值与铁心叠片中磁通密度及铁心材质磁性能有关，而与负载电流关系不大。

电磁力(和振动幅值)与电流平方成正比，而发射声功率与振动幅值平方成正比。

背景
随着人们环境意识的提高和环保部门对各类噪声的限制，特别是近年来由于城市的不断扩大和城区电网改造的需求，一些变电站有时就要建于商业区和居民区内，于是变压器噪声问题就变的十分突出了。

变压器的噪声不但污染环境，危害人类身体健康，影响设备正常运行，而且与变电站的占地面积密切相关。

变压器的噪声与其他电气性能和机械性能一样，都是变压器的重要技术参数。

因此，变压器噪声水平的高低，成为了衡量变压器生产厂家设计和制造水平的重要指标。

目前采用的电力变压器专业标准为《JB/T 10088-2004 6kV～500kV级电力变压器声级》。

加强变压器噪声控制技术和结构材料的研究和开发，便能根据用户对噪声的不同要求，采用经济、有效且工艺性好的技术及结构取得理想的噪声控制效果，在满足用户需求的同时也开拓了市场。

分类
按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。

按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。

按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C 型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。

影响
噪声对人的危害很大，长期处于噪声影响下的人往往会出现如下症状：一是影响听力。

听力的损伤程度与人耳在噪声环境中暴露的时间有关，长期处于85dB以上的噪声环境中噪声性耳聋发病率可达5%。

二是影响学习工作，干扰睡眠。

特别是对于面临学习考试压力的学生来说，噪声会影响他们的精神集中程度，每年临近高考、中考时，政府都会安排相应的人员专门整治噪声问题，让噪声不影响学生的考试状态。

三是影响心血管功能和内分泌系统。

这主要表现在心跳过快、心律不齐、血压过高等。

四是危害中枢神经系统。

人们长期处于噪声环境中会出现头痛、耳痛多梦、记忆力减退、全身乏力等症状。

五是影响儿童的智力发展。

有报告指出，在噪声环境下的儿童的智力比在安静环境下的儿童低20%，噪声对胎儿的成长也有影响。

大多数变压器噪声不属于高分贝的强噪声，但其绝大多数情况下产生的低频噪声会对人体产生慢性损伤，容易使人烦躁、易怒，有时甚至失去理智，长期受袭扰的话，还可能造成神经衰弱、失眠等神经系统疾病，如果孕妇长期处于低频噪声中也会影响到腹中胎儿的发育。

中国疾控中心环境影响评价室的专家指出，低频噪声对生理的影响虽然没有高频噪声那么明显，但它可以直达人的耳骨，使人的交感神经紧张，导致心跳过速、血压升高、内分泌失调等症状。

由于低频噪声主要是通过结构传声的，所以很容易引起人的感觉共鸣。

一般而言，人对低频噪声的忍耐程度相对也较低。

正常情况下，30至35分贝一般人还能接受，35分贝以上就会有人明显感觉到心慌、烦躁等不舒服情况。

产生机理
变压器的噪声来源于变压器本体和冷却系统两个方面。

国内外的研究结果表明，变压器本体振动产生噪声的根源在于：
（1）硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动。

（2）硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力而引起铁心的振动。

（3）当绕组中有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁引起线圈、油箱壁的振动。

近年来，由于铁心叠积方式的改进和心柱及铁轭都用环氧玻璃丝粘带绑扎，硅钢片接缝处和叠片之间的电磁吸引力引起的铁心振动，比硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动要小得多，可以忽略。

而变压器的额定
工作磁密通常取1.5~1.8T，国内外研究和试验均证明，在这样的磁密范围之内，负载电流产生的漏瓷引起的线圈、箱壁的振动比硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动要小得多，也可以忽略。

这就是说变压器本体的振动完全取决于铁心的振动，而铁心的振动可以看作完全是由硅钢片的磁致伸缩引起的。

变压器噪声的另一个主要来源是冷却器。

风扇在 500Hz至2000Hz频率会产生噪声，人耳对这种宽带谐波当然比对铁心在IOOHz基本频率产生的谐波敏感。

主导频率取决于多种因素，包括风扇速度，叶片数和叶片外形。

声功率级取决于风扇的数量以及转速。

与变压器本体噪声的机理一样，冷却装置的噪声也是由于它们的振动而产生的，其振动的根源在于：
（1）冷却风扇和油泵在运行时产生的振动。

（2）变压器本体的振动通过绝缘油、管接头及其装配零件传递给冷却装置，使冷却装置的振动加剧，噪声加大。

另外，当铁心加热以后，由于谐振频率和机械应力的变化，其噪声会随温度的升高而增大。

而运行现场的环境（如周围的墙壁、建筑物及安装基础等）对噪声也有影响。

对许多强风冷却变压器来说，冷却器风扇是比变压器本身更明显的噪声源。

从变压器制造工艺上分析，主要有下列几个方面：(仅供参考)
1.变压器工作磁密选的太高,接近饱和,漏磁太大,产生噪音
2.铁心的材质太差,损耗太高,产生噪音
3.工作回路中谐波含量、直流分量也会导致铁心甚至线圈的噪音产生
4.变压器的制作工艺：
1)线圈绕制太松
2)线圈和铁心之间固定不牢固
3)铁心固定不牢固
4)EI之间存在气隙，工作时产生“蜂鸣”
5)E型铁心外部的2片硅钢片的舍部，处理不好的话，极易产生噪音
6)浸漆工艺处理：绝缘漆的粘度控制
浸漆时间、浸漆方式(浸泡/真空/压力)
干燥时间、温度(绝缘漆不干、或者粘度太低,也会导致变压器噪音)
7)变压器外部金属(导磁的)结构件固定不牢固
5.如果是高压的产品,绝缘处理不好的话,也会有噪音...
传播路径
变压器通过空气向四周发射的噪声是由两部分噪声合成的，一部分是由于箱壁振动而产生的本体噪声；另一部分是由于冷却风扇和油泵振动产生的冷却装置噪声。

变压器本体噪声完全取决于铁心的磁致伸缩振动。

铁
压器的视在音量有关，解决这一问题的最好办法是确定各种型式和规格的变压器所发出的视在响度。

超标投诉
变压器噪音令人苦不堪言环保部门称难定污染程度
近日，家住南昌市解放西路360号的东方明珠城10号楼的37位业主，终于忍受不了隔壁小区的变压器的噪音联名投诉，要求有关部门治理扰民的变压器。

投诉：变压器噪音扰民无人管
住在东方明珠城10号楼的金先生告诉记者，大约在2008年11月，进明村的农民公寓就在两个小区之间的栅栏处一共安装了4组变压器。

“每天24小时，耳朵里、脑子里都一直是嗡嗡嗡的响声，这样持续下去都快导致神经衰弱了。

”金先生说道。

记者在现场明显感受到，有类似冰箱发出的持续不断的嗡嗡声，虽然声音不特别大，但非常清晰。

而4组变压器并没有像东方明珠城内的变压器一样，配备变电间。

“因为4组变压器距离居民楼的距离不到15米，也担心变压器对身体有辐射。

”业主万女士说，最初，业主都向天安物业管理有限公司东方明珠城管理处反映此事，对方称联络过环保部门和电力部门，但没有任何解决方案。

进明村：正联系维修人员上门检修
就此，记者电话联系了进明村副主任陈小保。

他在电话中称，变压器噪音扰民的情况是前几天才出现的，造成噪声的原因，有可能是变压器的质量问题，现已在联系维修人员上门检修。

但此前并未得知东方明珠城的业主受到噪音影响一事。

陈小保表示，变压器产生噪音，如果不是因产品质量问题，会通过其他的措施来解决，涉及所需费用将由进明村来承担。

环保部门：无检测设备难确定污染
9月9日，东方明珠城10号楼的业主也向青云谱区环保局写了联名投诉材料，要求环保部门介入调查此事。

万女士说，当天上午，南昌市青云谱区环保局的工作人员就来到现场检测变压器的噪音分贝。

该局工作人员娄民向记者介绍，变压器是低频噪音，目前由于该局没有相应的检测设备，无法测出低频噪音的污染程度。

当时前往现场检测的工作人员也表示，变压器的震动产生的噪音是肯定存在的，但准确的噪音数据需要精确设备仪器来检测，同时需要有关技术部门到达现场勘测后才能确定。

另外，由于进明村建设农民公寓的地区属于南昌市青山湖区行政管辖范围，南昌市青云谱区环保局已将东方明珠城业主投诉情况移交到南昌市青山湖区环保局处理。

律师：维权须有噪音超标证据
江西经炜律师事务所李精华律师认为，根据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第61条规定，受到环境噪声污染危害的单位和个人，有权要求加害人排除危害；造成损失的，依法赔偿损失。

李律师指出，根据法律规定，若受环境噪音污染，万女士和邻居们可以向环保部门投诉，也可以向法院直接起诉。

但值得注意的是，环境噪声污染，是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。

所以，万女士和邻居们必须有证据证明变压器噪声超过国家规定的环境噪声排放标准。

超标检测
由于目前低频噪声污染的标准以及与之相关的房屋验收方面存在着制度上的缺陷，有时会出现管理真空和监管缺位的现象，致使住宅中是否存在噪声超标的问题不好判断也难以彻底解决，我们迫切希望相关部门能够重视这一新兴的隐形杀手，尽快制定专门更合理、更完善的针对这类噪声污染的国家标准，并进一步把好房屋的建设关和验收关。

制度的完善可能还需时日，但是如果你非常不幸的已经受到了变压器噪声的骚扰，首先建议你找到有资质的声学专业机构（如环保部门中负责噪声的部门等）到家里做一次室内声环境的检测。

这里之所以特别强调有资质的声学专业机构，是因为只有这些具有国家声学检测资质的专业机构出具的检测报告才具有法律效力，检测得出的数据才能够为业主后续维权提供法律依据。

此外，还要测量变压器的背景噪声。

如果背景噪声比变压器本体噪声加背景噪声低许多，即不少于 10dB，可仅仅在一点测量，不需要修正测量值；如果单独的背景噪声和背景与变压器合并噪声的差异在3～lOdB之间，那么则需要采取综合测量方法以便求出变压器的单独噪声水平，但必须在每个传声器位置测量背景噪声。

误区点评
①变压器噪声不可能做到人听不到的状态，通常用国家标准来确定变压器声压级；
②不要一味的调整，改变铁心结构，设计时，从载波与不同频率产生的谐振点；
③硅钢片铁芯，就会有损耗大、噪音高的弊病；
④常规的吸隔声手段与隔振措施对整体降噪贡献比为1：200，平稳、隔振调整才是重点；
⑤橡胶减振垫片，减振器针对中高频振波减振效率高，金属减振器针对变压器低频振波效率高，选用高强度低频噪声隔振效率高的金属减振器更合适。

治理方案
运行中变压器的噪声通常是指变压器的本体噪声和冷却装置噪声合成的噪声。

因此，为了降低变压器的噪声，也应从这两个方面来采取有效的技术措施。

目前，国内变压器噪声检测机构有清华大学建筑物理实验室，专业降噪厂商有杭州汉克斯隔音技术工程有限公司等。

一方面，对变压器的本体噪声，可通过减小铁心的振动和降低噪声的发散能力来控制；也可通过减振及隔声、吸声等措施，使噪声在传播途径中得以衰减。

另一方面，对冷却系统的噪声加以控制，使其噪声接近或低于本体噪声水平，也能有效降低变压器噪声。

1. 降低变压器本体噪声
（1）铁心采取的技术措施
① 选用磁致伸缩ε小的优质硅钢片优质硅钢片提高了结晶方位的完整度，特殊涂层增加了其抗张力，从而降低了其磁致伸缩ε。

在磁通密度为1.5T时，高晶粒取向硅钢片的磁致伸缩ε只有一般硅钢片的60%。

因此，在相同磁密下，优质硅钢片的磁致伸缩ε较小，产生的振动也相应较小，噪声可降低2~4dB(A)。

② 降低铁心的磁通密度B 铁心的额定工作磁密B通常取决于噪声及空载损耗的要求值。

试验结果表明，额定磁密B在1.5~1.8T范围内，磁密每降低0.1T，铁心的噪声可降低2~3dB(A)。

磁密变化引起的噪声变化量ΔLpa 可由以下公式确定：ΔLpa=10lg[(B1/B2)8 (GFe2/GFe1)1 ]，dB(A) 式中B1、B2——分别为变化前后的工作磁密（T） GFe2、GFe1——对应B1、B2的铁心重量（kg）应注意的是，磁密的降低不仅导致变压器体积和重量的增加，使经济指标变差，而且会使噪声发射的表面积增大，从而导致变压器的声功率级增大。

③ 采用全斜交错接缝的铁心结构在传统的心柱和铁轭交错接缝结构中，磁力线在接缝处横向穿越附近的硅钢片，会产生涡流和磁饱和，导致噪声和空载损耗增大。

而采用全斜交错接缝，保证了心柱和铁轭搭接，减小了磁通畸变，保证了铁心整体机械强度。

实践证明，当磁密为1.7T时，铁心采用全斜交错接缝噪声能降低3~5dB(A)。

④ 增大铁轭面积以减少铁轭中的磁通密度由于变压器心柱产生的噪
声能通过线圈和围屏得到有效的衰减，因此，本体噪声大部分来源于铁轭
的振动。

在变压器设计时，应保证每级铁轭与心柱的片宽比应与它们截面积之比完全相同。

这样才能避免磁通由心柱进入铁轭时，由于产生垂直硅钢片表面的漏磁通而引起的噪声增大。

⑤ 增加铁心接缝有试验表明，当变压器铁心由两级接缝变为三级接缝时，其噪声可降低3~6dB(A)。

这是因为在两级接缝中，对应的两个接缝间隙只跨越一层叠片，而三级接缝则跨越两层叠片，通过每层跨接叠片末端处的磁密降低，故而导致噪声降低。

⑥ 控制铁心夹紧力有资料表明，当铁心夹紧力在压强为0.08~0.12Mpa 时，变压器噪声最低。

在铁心制造过程中可通过力矩扳手合理控制夹紧力；同时也可在心柱级间放置绝缘棒，使心柱绑扎受力均匀，防止因铁心受力不均匀而导致磁致伸缩ε增大。

使用以上措施，能降低本体噪声3~6dB(A)。

⑦ 采用先进的加工工艺磁致伸缩ε对应力极为敏感。

在相同磁密条件下，有较大应力的硅钢片与应力较小的硅钢片相比，ε随应力的增加而急剧增大。

因此，采用先进、合理的加工措施如：采用自动化的横、竖剪切线，控制硅钢片堆放高度，不叠上铁轭，对油道和夹件绝缘等使用的纸板进行预压密化处理等措施都可减少硅钢片的应力增加，从而降低变压器噪声。

⑧在铁心垫脚与箱底之间放置减振橡胶如前所述，铁心的磁致伸缩振动分别是通过垫脚和绝缘油这两条途径传给油箱的。

在铁心垫脚与箱底之间放置减振橡胶，能使器身与油箱间的刚性接触变为弹性接触。

从而，阻断部分振动的传递，减小本体噪声。

（2）油箱采取的技术措施
① 增加箱壁强度，减小箱壁振幅为减小箱壁振幅，必须增加油箱整体的刚性。

为此，可适当增加箱壁厚度或合理布置加强筋，控制筋间距。

同时，辅以合理的焊接工艺，减小箱壁焊接变形，减少制造过程中的残留应力。

这样，就能提高箱壁强度，减小箱壁振幅，降低噪声。

② 增加油箱阻尼可在油箱内壁设置橡胶板。

对有磁屏蔽的变压器，可将橡胶板放置在箱壁与磁屏蔽之间。

在加强筋间焊接普通工业钢板网，网上涂刷2-3mm厚的阻尼材料，这样既不影响箱壁散热，又减小了箱壁的振动，降低了噪声。

③ 在油箱底部与基础间设置减振器在油箱底部与基础间设置减振器，避免箱底与基础间的刚性连接，使振动通过减振器发生衰减，以达到降低噪声的目的。

通常采用的是橡胶减振器和弹簧胶减振器。

2. 加隔声层降低噪声
油箱结构，分为组合式与高效式两种。

组合式为：可油箱外部结构情况将隔音板做成若干件，钢板内放吸音材料。

吸音材料有：岩棉、玻璃纤维等。

隔音壁能把变压器本体发射部分噪声反射回去；当噪声穿过隔声壁
时，也能被吸收一些，起到降低噪声作用。

单件隔音板用螺栓分别固定油箱加强铁上，采用这种隔音板可降低噪声10-15db。

也可采用高效隔音板，放两个加强铁之间，薄弹簧钢板固定。

框形附加重物调整高效隔音板振动特性，使它振幅明显低于加强铁振幅，有效屏蔽住变压器本体发出噪声，可降低噪声l0-5db(a)。

3. 有源抵销消声法
采用消声法降低噪声。

即变压器lm以内放置若干个噪声发声器，使它们发出噪声与变压器发出噪声互相抵消。

它原理是首先把变压器噪声信号转变为电信号，然后放大激励噪声发声器，使各噪声发出来噪声，振幅相等，相位相反，使变压器噪声受到破坏性干扰，可降低噪声15db(a)左右。

4. 降低冷却系统噪声
（1）采用合理的冷却方式在满足设计要求的前提下，在低噪声变压器的设计中，应选用自冷片式散热器替代风冷散热器或强油循环风冷却器，这从根本上杜绝了冷却器的噪声源，能有效降低噪声8~15dB(A)。

（2）选用低噪声的冷却装置在冷却装置的选用过程中，应选用低噪声的冷却装置。

用多台流量适中的新型低噪声风扇替代大流量高噪声风扇具有以下优点：第一，风扇布置均匀，能提供均匀冷却；第二，一组风扇出现故障，其余风扇仍能正常运行，提高了冷却系统的可靠性；第三，在总的冷却风量不变的前提下，其电机功率仅为大流量风扇的70%~75%，噪声降低了2~3dB(A)。

（3）采用减振装置变压器本体的噪声通过箱壁和油引起冷却装置的振动，采用以下措施能有效控制其振动。

第一，在油箱与散热器之间采用防振头。

防振头可由耐腐蚀的防振橡胶或不锈钢制作。

试验结果表明，防振头通常能使自冷片式散热器的振动噪声降低5~8dB(A)。

第二，对于侧吹或底吹片式散热器冷却方式，为避免风扇加剧冷却系统的振动，风扇支架不能直接固定在散热器上，而应固定在箱壁上，并应设置减振橡胶垫。

第三，冷却系统和本体分别安装的变压器，风扇应固定在专用基础上。

5. 其它方法
(1)设计低空载噪声变压器时，尽量采用自冷式，这样可去除风扇和油泵噪声叠加。

当容量难以满足需要时，满足大容量变压器散热，尽量选用低噪声潜油泵和低转数风扇冷却器。

采用低速风扇，能使自冷变压器容量提高33％，噪声达到69db(a)。

具体情况，也可采用双速风扇。

负荷较小时开动低速风扇，噪声可相应降低；负荷较大时开动高速风扇，能使自冷变压器容量提高67％，但此时噪声较大，达到75db(a)。

(2)室内布置变压器时，应考虑由噪声墙面反射时可能导致噪声增加。

该增值是变压器表面积与变压器室表面积之比函数，并与墙面和天花板吸声系数有关。

采用矿渣棉或类似材料对墙面涂覆处理，可增加吸声系数，使噪声明显降低。