滤波电力电容器振动和噪声的产生机理

电力电容器的振动和可听噪声对流过其内部谐波电流非常敏感，少量谐波电流可以使电容器产生相当大的噪声。在传统的变电站中，电力电容器通常被认为是安静的电气设备。由于系统运行异常(谐波含量增加)或内部结构异常，电力电容器发出可感知的噪声。在DC输电系统中，换流装置产生大量谐波电流，配备大量滤波电容器，使交流滤波电容器装置成为换流站噪声的主要来源之一。

目前，电力电容器听噪声的机制主要可分为以下四个过程。

1、交流条件下工作的电容器极板之间存在交变电磁力。

2、作为振动的激励源，电容器的内部元件会振动。

3、内部振动通过电容器的内部机械结构传递，形成外壳表面的振动。

4、壳体振动将声波辐射到空气中，然后形成可听的噪音。

电容器振动和噪声的激励源：

早在1988年，MCDuff就将电容器极板之间的静电作为脉冲电容器振动的激励源。对于电力电容器，Cox通过实际测量发现，电容器外壳振动和噪声的频率等于电容器极板之间静电的频率。CIGRE还给出了实际电容器绕心子元件内部的静电功能。如图1所示，正负极板交错布置，内极板被上下两个方向吸引，处于机械平衡状态。心子元件的受力主要是最外层和最内层极板的静电。

通过大量的测试和模拟研究，发现极板之间的磁力比静电力小15个数量级左右，因此极板之间的磁力可以忽略不计。对于实际的电力电容器结构，电容器的心包和金属外壳之间也有电磁场，所以心和外壳之间也相当于一个电容器。为了验证心壳之间的电磁场是否会引起外壳振动，短接电容器的两端，在心壳之间施加约3倍的额定电压，发现振动相当弱，比正常运行状态的振动小1个数量级。因此，可以得出结论，电容器极板之间的静电作用是电力电容器振动和噪声的主要激励源，在实际研究中可以忽略磁场和心脏和外壳之间的电磁场。

电容器极板运动中的功能转换：

研究人员在电容器羁绊运动中的功能转换，受力过程中的能量由电源转换。如果电容器极板和周围介质被视为系统，电源作用于系统的外力是系统中除静电势能外的其他能量，包括电容器极板和周围介质的动能、介质的弹性势能和损耗。该力使电容器的内部振动通过介质传递到电容器外壳，然后辐射噪声。