10kV封闭母线桥噪声产生原因分析和改造措施

2019年第1期 福建水力发电5610kV封闭母线桥噪声产生原因分析和改造措施杨礼焰（华电福新能源股份有限公司古田溪水力发电厂检修部，福建古田 352200）摘 要：针对变电站10kV封闭母线桥的噪声问题，从10kV封闭母线桥系统结构入手，分析了10kV封闭母线桥的噪声产生的原因，并提出相应的改造措施。

所提出的对问题的分析思路和改造措施，可对类似问题的处理提供参考。

关键词：母线桥；电磁噪声；通风噪声；改造措施0 引 言在电力系统中，封闭母线桥在正常运行过程中噪声较大，尤其当负荷增大时噪声更加明显，成为电力行业一直未能很好解决的一个问题。

根据调查，封闭母线桥在正常运行过程中噪声，主要为电磁噪声和通风噪声。

本文着重从噪声的产生原因入手，对噪声的控制措施和消除方法进行分析。

1 10kV母线桥系统结构母线桥系统的构成主要有三部分，分别是三相母线排、环氧树脂绝缘金具和箱体，再加上一些其他辅助材料的支持。

除此之外，母线桥系统各个连接部分也有讲究，箱体的拼接材料主要是铁质材料，每个连接处都是依靠螺栓来进行连接的，其他一些支撑材料也有所规定。

一般来说，箱体通风口具有一定的散热功能，所以多采用百叶窗的形式来构造。

在母线选材方面，通常会选择用铜线，其大小大概是100mm×10mm。

考虑到母线桥总是会遇到几千安倍以上的电流，所以母线的设置一般都是双层的，且其支撑材料大多是绝缘体。

2 10kV母线桥系统噪声产生原因分析通风噪声和电磁噪声是母线桥系统产生的两种主要噪声类型。

在消除通风噪声方面，可以利用去离子装置来达到封闭母线桥散热的效果。

至于电磁噪声，可以通过控制绝缘和其他支撑材料的数量来达到消除目的。

但是，在这两种噪声之中，通风噪声的声音非常小，而电磁噪声的声音很大，所以要解决的最主要是电磁噪声问题。

电磁噪声主要是电磁力运动所引起的，母线和箱体相互之间在交变电流的作用下产生了电磁力，母线桥在电磁力的作用下,会进行振动,从而产生了一定噪声。

经具体分析了母线桥噪声产生的原因,发现可以归结为几点。

2.1 交变电流引起母线和箱体振动一般来说，箱体的材质主要是铁质材料。

铁质材料的特点就是刚度较差且内阻小，但是面积大，再加上箱体盖板的连接处螺栓数量少，这样盖板就容易和边缘发生碰撞摩擦，产生强烈的振动，也就产生了电磁噪声。

因为变压器间隔箱体比较高，使得封闭母线桥箱体内的温度偏高，从而使封闭母线桥出现噪声和振动，又因为在穿越封闭母线桥箱体时要通过母线套管，但是传统的母线套管中间一般都有间隔，又因为母线通过的电流量大，发热多，但是热量不能及时散发出去，使母线套管不能有效地散热，一段时间后，箱体内的温度就会随之增高，而为了改变这一现象，就要提高母线的散热效果和散热效率，使母线桥箱体内的温度有所降低，减少10kV封闭母线桥噪声及振动的现象。

另外，由于盖板都在振动，但它们振动情况又不相同，再加上连接处的螺栓本就稀少。

导致箱体不稳固，各个振动频率不同的盖板之间也会产生摩擦碰撞，这样就产生了更大的噪声。

发出噪声比较大的母线桥主要是双母线。

当电流通过时，采用双母线结构的无线桥那总电流就是通过电流的两倍。

通过的电流是交流电，那么会产生具有周期性变化的电磁力，这样也就产生了振动和噪声，而且同相母线造成的振动和噪声要大于异相母线造成的振动和噪声，因为两个母线之间还存在相互吸引，双线结构产生振动所发出的噪声比单线结构要大很多。

2.2 母线发热量大，引起强烈振动经过多次实验，发现在电压大的时候母线电流也会增大，而这个时候所发出来的噪声比平常要大许多。

因为10kV封闭母线桥中通过的电流比较大，则会使母线发热量增加，又因为母线桥的封闭性比较好，所以会使封闭母线桥箱体内的气体会因为对DOI:10.19565/35-1153/tv.2019.01.020福建水力发电 2019年第1期57流发生振动。

除此之外，母线因为通过的电流量大，发热多，但是热量不能及时散发出去，使母线桥箱体内的温度过高，造成10kV 封闭母线桥的噪声及振动。

举个例子来说，某个变压器开关柜电流限定是3150A ，我们都知道，中午是用电量最大的时候，此时用电压力很大，电流几乎达到了2430A 。

在高电流的作用下，产生的热量很大，所发出来的噪声自然就更大了。

不仅如此，在密封性方面，母线桥也有一定要求。

通常来说，母线桥密封性都还不错。

如此一来，当有大电流通过时，母线就会产生较大热量，而母线桥较好的密封性会使热量散发不出去，那么箱体内的气体就会因为对流而产生振动，箱体的整体温度都会升高，噪音也就扩大了。

除此之外，母线的长度过长也会引起封闭母线桥产生噪声及振动，因为母线的铜排之间有非常大的相互作用力，使母线上下振动从而产生噪声和振动。

3 10kV 封闭母线桥的噪声及振动防治措施3.1 封闭母线桥箱体的防治措施在原本的封闭母线桥的箱体封板上一般都是有6个螺栓，箱体的材质主要是铁质材料。

铁质材料的特点就是刚度较差且内阻小，但是面积大，再加上箱体盖板的连接处螺栓数量少，这样盖板就容易和边缘发生碰撞摩擦，产生强烈的振动，这样也就产生了电磁噪声，但是，为了防治10kV 封闭母线桥的噪声及振动，可以在这6个螺栓的基础上，在封闭母线桥封板的边角上再添加6个螺栓。

除此之外，由于盖板都在振动，但它们振动情况又不相同，再加上连接处的螺栓本就稀少。

导致箱体不稳固，各个振动频率不同的盖板之间也会产生摩擦碰撞，这样就产生了更大的噪声。

所以，可以在立面箱体和封闭母线桥箱体顶部的封板上再增加一个百叶窗，可以有效地控制封闭母线桥箱体内的温度，防止封闭的母线桥箱体内的温度过度上升。

又因为添加的百叶窗为冲压的形式，使封闭母线桥箱体内的平薄板的结构发生断面的突变，可以有效地提高封闭母线桥箱体内结构的刚度，与此同时，在封闭母线桥箱体内增加百叶窗，还增加了从封闭母线桥到外部空间的磁场，从而减小了封闭母线桥箱体内部的磁场，使得封闭母线桥箱体各板上的电磁力都减小了，最终达到防治封闭母线桥的噪声及振动的目的。

除此之外，由于盖板都在振动，但它们振动情况又不相同，再加上连接处的螺栓本就稀少。

导致箱体不稳固，各个振动频率不同的盖板之间也会产生摩擦碰撞，这样就产生了更大的噪声。

为了尽可能地防治封闭母线桥的噪声及振动，还可以在封闭母线桥箱体和封板之间增加一个绝缘垫，可以有效地防止产生磁场，从而能够使封闭母线桥箱体间的磁场强度得到有效地减弱，使封闭母线桥箱体和封板之间的作用力减小，还能起到隔绝噪音，降低噪音的作用，达到防治封闭母线桥的噪声及振动的效果。

3.2 母线长度的防治措施母线的长度过长也会引起封闭母线桥产生噪声及振动，因为母线的铜排之间有非常大的相互作用力，使母线上下振动从而产生噪声和振动。

因为母线长度过长会使其产生很大的相互作用力，从而造成噪声和振动，所以，为了避免这一现象的出现，可以在封闭母线桥箱体外侧焊接更多的用于固定支撑的角铁，一般是用绝缘支柱。

我们要知道，发出噪声比较大的母线桥主要是双母线。

当电流通过时，采用双母线结构的无线桥那总电流就是通过电流的两倍。

通过的电流是交流电，那么会产生具有周期性变化的电磁力，这样也就产生了振动和噪声，而且同相母线造成的振动和噪声要大于异相母线造成的振动和噪声，因为两个母线之间还存在相互吸引，双线结构产生振动所发出的噪声比单线结构要大很多。

三相母线支柱是通过M12螺栓将两层母线加紧的一种比较特殊的双层母线夹具，这样就可以防止两层母线因为相互的吸引力而造成噪声的现象发生。

除此之外，还要纵向得增加更多固定母线金具来固定母线，减小母线之间的跨度，从而防止出现因为母线的相互作用力而产生的噪音。

3.3 变压器间隔箱体的防治措施一直以来，变电站10kV 封闭母线桥的噪声问题备受人们的关注。

因为变压器间隔箱体过高，使得封闭母线桥箱体内的温度偏高，从而导致封闭母线桥出现噪声和振动，又因为在穿越封闭母线桥箱体时要将母线套管，但是传统的母线套管中间一般都有间隔，使母线在穿过的过程中不能有效地散热，经过一段时间后，箱体内的温度就会随之增高，而为了改变这一现象，就要提高母线的散热效果和散热效率，在电力系统中，封闭母线桥的作用是将电能进行划分并传输，这种设备适用于一些低电压的供电系统。

而在供电系统中一个常见的问题就是会产生噪音污染，有时噪音会随着电压的增加而增加。

如果供电系统10kV 封闭母线桥出现了严重的噪音问题，就会使人们日常生活和身体健康都受到了较大影响。

因此，要及时更换新的母线套管，使2019年第1期 福建水力发电58运行过程中产生的热量可以从百叶窗中及时散发出去，使封闭母线桥箱体内的温度得到降低，可以有效地控制封闭母线桥箱体内的温度，减少封闭母线桥箱体内气体因为温度的变化而产生振动。

3.4 改善封闭母线桥的制造工艺母线桥系统的构成主要有三部分，分别是三相母线排、环氧树脂绝缘金具和箱体，再加上一些其他辅助材料的支持。

在消除通风噪声方面，我们可以利用去离子装置来达到封闭母线桥散热的效果。

至于电磁噪声，可以通过控制绝缘和其他支撑材料的数量来达到消除目的。

除此之外，母线桥系统各个连接部分也有讲究，箱体的拼接材料主要是铁质材料，每个连接处都是依靠螺栓来进行连接的，其他一些支撑材料也有所规定，所以母线桥的箱体、拼接材料、螺栓和这些支撑材料也要严格按照相关的规定进行制造，因为在传统的封闭母线桥中，有很多母排的表面非常的粗糙，又因为母排是弯曲的，所以使封闭母线桥中很容易出现尖端放电的现象，所以，在制作母排的过程中，要提高制造母排的工艺技术，使整个封闭母线桥不但美观，还要保证母排表面的光滑性，防止尖端放电的现象发生。

4 结 语10kV 封闭母线桥在运行过程中会产生较大的噪声和振动，对人们的正常生活造成困扰，特别是负荷增大时，噪声和振动就更为明显。

10kV 封闭母线桥产生噪声及振动的原因有多方面，着重应从10kV 封闭母线桥的基本结构入手，有针对性地对10kV 封闭母线桥产生噪声及振动的各项原因进行分析，并进行改造，这对电力系统稳定安全运行具有非常重要的意义。

参考文献：[1] 汪祝年,周鹏,武江斌,史尧,孙艳,田力.10kV 封闭母线桥噪声分析与控制[J].陕西电力,2014,42(05):80-83.[2] 崔天宝,孙鹏,吴哲,崔汉斌.10 kV 母线桥噪声产生原因分析和改造措施[J].供用电,2011,28(04):69-71.（上接第9页）（7）生成坝基开挖曲面。

在由道路生成坝基开挖曲面过程中因控制点不足，频率高者会影响精度，频率低者甚至会影响使用，如图13。

笔者通过用阵列命令增加同高程上点约束的方法使其构建三角网曲面时尽量减少误差，从而获得精度更高的坝基开挖曲面，处理过程如图14所示，最终将点导出并以点文件的形式生成坝基开挖曲面，如图15。