Page 92 - 《应用声学》2020年第5期

734 2020 年 9 月

表 2 干式空心电抗器支柱前 5 阶固有频率 其前 4 阶模态的固有频率较低，与设备运行时的一
Table 2 The first 5 natural frequencies 些重要振动噪声频段比较靠近 [5,12] 。
of the dry-type air-core reactor support
表 3 干式空心电抗器前 5 阶固有频率
structure
Table 3 The first 5 natural frequencies of
阶次 固有频率/Hz the dry-type air-core reactor
1 阶 43.4
2 阶 73.2 阶次 固有频率/Hz
3 阶 96.0 1 阶 12.85
4 阶 121.0 2 阶 33.78
5 阶 167.9 3 阶 48.87
4 阶 98.62
5 阶 146.63

(a) 1᫽૝ی (b) 2᫽૝ی
(a) 1᫽૝ی (b) 3᫽૝ی

图 5 干式空心电抗器支柱的关键阶次模态振型
Fig. 5 Key mode modes of the dry-type air-core
reactor support structure

2.3 整体设备的模态动力学特征试验
干式空心电抗器整体设备的前 5 阶固有频率，
如表3所示。
同时，利用模态试验分析方法得到的前 4 阶
(c) 3᫽૝ی (d) 4᫽૝ی
模态振型，如图 6 所示。从模态分析结果可见，干
式空心电抗器设备整体结构的固有频率在 50 Hz、 图 6 干式空心电抗器整体设备的前 4 阶模态振型
100 Hz、150 Hz 附近存在与电抗器实际运行工况噪 Fig. 6 Key mode modes of the dry-type air-core
reactor
声频谱相近的固有频率，易于在激励力作用下容易
引发电抗器整体结构共振。其中，第1阶模态振型主 在实际通电运行过程中，干式空心电抗器在电
要表现为整体结构的弯曲变形为主的振动变形特 流作用下容易发生结构共振，最终可能导致电抗器
征，第 2 阶模态振型表现为结构的弯扭变形和扭摆 结构振动加大，在结构内部形成振动增强和放大作
变形特征，第 3 阶模态振型表现为结构的扭转变形 用，大幅提升结构噪声水平。另外，结构各位置在变
特征，第 4 阶模态振型表现为结构的弯扭变形特征。 形条件下容易出现应力集中，在弯曲和扭转变形下
随着干式空心电抗器整体结构阶次的升高，其模态 也易于引发设备变形和损坏。有鉴于此，建议在今
振型特征逐渐由弯曲变形向多阶弯扭变形转变，显 后的研究中，针对干式空心电抗器易于发生变形的
示出更为复杂的变形特征。 位置，利用降噪阻尼材料或进行结构改进，改变设备
在干式空心电抗器结构中，设备伸缩变形和弯 的模态特征，使其远离通电状态下的主要作用频段，
曲扭转变形对结构整体的共振效应起到关键作用。 避免通电运行状态下设备共振的发生，同时降低共