隨著我國特高壓輸電的發展及應用，變壓器、電抗器等高電壓、大容量輸電設備的振動噪聲問題日益嚴峻。柔性輸電技術的成熟應用使得輸變電設備在運行時承受復雜的激勵，尤其是電壓和電流中的高頻成分，進一步加劇了設備鐵心振動噪聲增大，損耗明顯升高等問題。變壓器、電抗器等輸變電設備的鐵心由硅鋼片疊制而成，磁致伸縮效應是造成此類設備鐵心振動的主要原因。

研究表(biao)明，磁(ci)致伸(shen)縮是(shi)在外(wai)磁(ci)場作用(yong)(yong)下(xia)磁(ci)疇壁運動(dong)導致的鐵(tie)磁(ci)體形(xing)變(bian)(bian)(bian)。單片(pian)(pian)硅鋼(gang)片(pian)(pian)在磁(ci)場的作用(yong)(yong)下(xia)每米僅有(you)幾微米的形(xing)變(bian)(bian)(bian)，但是(shi)由于變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)、電抗(kang)(kang)器(qi)等(deng)輸(shu)變(bian)(bian)(bian)電設(she)備(bei)鐵(tie)心(xin)尺寸(cun)較大，磁(ci)致伸(shen)縮效(xiao)應(ying)對其造(zao)成的影響不可小覷。并且變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)、電抗(kang)(kang)器(qi)等(deng)輸(shu)變(bian)(bian)(bian)電設(she)備(bei)本身的構造(zao)中存在夾件(jian)、螺栓等(deng)緊固(gu)件(jian)，這使得硅鋼(gang)片(pian)(pian)的工作環(huan)境中通常(chang)都有(you)拉(la)應(ying)力(li)或者壓應(ying)力(li)作用(yong)(yong)。因此(ci)深入研究不同(tong)頻率和不同(tong)機械(xie)應(ying)力(li)作用(yong)(yong)下(xia)單片(pian)(pian)硅鋼(gang)片(pian)(pian)的綜合磁(ci)性能具有(you)重要意義。

近(jin)年(nian)來，國內(nei)外學(xue)者對硅鋼片(pian)(pian)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)性能進行了廣泛的(de)(de)(de)研(yan)究，但是相關對硅鋼片(pian)(pian)磁(ci)(ci)性能的(de)(de)(de)研(yan)究限于單(dan)個因素的(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)產(chan)生的(de)(de)(de)影響，而未分析應力和(he)激勵同時(shi)改(gai)變(bian)(bian)時(shi)取向硅鋼片(pian)(pian)磁(ci)(ci)性能的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化。

為深入研究取向硅鋼片在不同頻率和應力下的綜合磁性能，華北電力大學電力工程系、國網冀北電力有限公司廊坊供電公司、全球能源互聯網研究院有限公司輸電技術國家實驗室、中國二十二冶集團有限公司的趙小軍、張凌云、劉洋、董立春、儀卓，在2022年第22期《電工技術學報》上撰文，搭建了軟磁材料綜合磁性能測量平臺，首先利用單片磁特性測量裝置和應力施加裝置，得到了工頻下拉應力和壓應力對取向硅鋼片磁致伸縮、磁滯回線及鐵損特性的影響。進一步研究了應力和不同激勵共同影響下硅鋼片綜合磁性能的變化趨勢，得到了不同激勵、應力對取向硅鋼片磁特性、磁致伸縮特性及噪聲特性的影響規律。

圖1 測(ce)量平臺(tai)

圖2 綜合磁性能單片測量儀示意圖

他們的測量結果及其分析表明：

1）在壓應(ying)力(li)作用下(xia)磁滯回線(xian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀有明顯變(bian)化。取向硅鋼片的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)損(sun)在同一(yi)(yi)頻(pin)率下(xia)受拉應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)較小，受壓應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)較大。在同一(yi)(yi)壓應(ying)力(li)下(xia)，頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大對鐵(tie)損(sun)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長率有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)抑制作用。當(dang)頻(pin)率和壓應(ying)力(li)同時改變(bian)時，壓應(ying)力(li)對鐵(tie)損(sun)增(zeng)(zeng)長率的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)更加顯著(zhu)。

2）取(qu)向(xiang)硅(gui)鋼片的磁(ci)(ci)致(zhi)伸縮在(zai)同(tong)一頻(pin)率下(xia)(xia)受拉(la)(la)應(ying)力(li)的影響(xiang)較小，受壓(ya)應(ying)力(li)的影響(xiang)較大(da)。在(zai)拉(la)(la)應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)(xia)，取(qu)向(xiang)硅(gui)鋼片的磁(ci)(ci)致(zhi)伸縮隨頻(pin)率的增大(da)而(er)(er)增大(da)；而(er)(er)在(zai)無應(ying)力(li)和壓(ya)應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)(xia)，頻(pin)率的升(sheng)高對取(qu)向(xiang)硅(gui)鋼片的磁(ci)(ci)致(zhi)伸縮有(you)一定(ding)的抑制作(zuo)用。

3）在同一頻率下，拉應(ying)力對取向(xiang)硅鋼片(pian)(pian)的噪(zao)聲影(ying)響較小，而(er)(er)壓應(ying)力對其影(ying)響較大；在同一應(ying)力下，取向(xiang)硅鋼片(pian)(pian)的噪(zao)聲先隨著頻率的增大而(er)(er)增大，而(er)(er)后維持(chi)在一定水平(ping)，不再有明(ming)顯(xian)增長。

4）諧波激勵下，拉(la)應力的增大(da)對樣(yang)(yang)片的磁(ci)性能(neng)無(wu)較大(da)影響；壓應力增大(da)后，樣(yang)(yang)片損耗(hao)的增長率呈(cheng)下降趨勢；諧波次(ci)數(shu)及(ji)含量越高、噪聲越大(da)。