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(yan)(yan)究表明，磁致(zhi)伸縮是(shi)在(zai)外磁場作(zuo)用(yong)下磁疇壁運動(dong)導致(zhi)的(de)鐵磁體(ti)形變(bian)。單(dan)片(pian)硅(gui)鋼(gang)片(pian)在(zai)磁場的(de)作(zuo)用(yong)下每米僅有(you)幾微米的(de)形變(bian)，但(dan)是(shi)由于變(bian)壓(ya)器、電(dian)(dian)抗(kang)器等(deng)輸變(bian)電(dian)(dian)設(she)備(bei)鐵心尺寸較大，磁致(zhi)伸縮效應(ying)(ying)(ying)對(dui)其造成的(de)影(ying)響不(bu)可小(xiao)覷。并且變(bian)壓(ya)器、電(dian)(dian)抗(kang)器等(deng)輸變(bian)電(dian)(dian)設(she)備(bei)本(ben)身的(de)構(gou)造中存(cun)在(zai)夾件(jian)、螺栓等(deng)緊固(gu)件(jian)，這使得(de)硅(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境中通(tong)常都有(you)拉應(ying)(ying)(ying)力或(huo)者壓(ya)應(ying)(ying)(ying)力作(zuo)用(yong)。因此深入(ru)研(yan)(yan)究不(bu)同頻(pin)率和(he)不(bu)同機械應(ying)(ying)(ying)力作(zuo)用(yong)下單(dan)片(pian)硅(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)綜合磁性能具有(you)重要意義。

近年來，國內(nei)外學者對(dui)硅(gui)鋼(gang)片的(de)(de)磁(ci)性能進行了廣泛(fan)的(de)(de)研究，但是相關對(dui)硅(gui)鋼(gang)片磁(ci)性能的(de)(de)研究限(xian)于單個因素(su)的(de)(de)改變(bian)(bian)產生(sheng)的(de)(de)影響，而未分析應力和激(ji)勵同(tong)時改變(bian)(bian)時取向硅(gui)鋼(gang)片磁(ci)性能的(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 測量平臺(tai)

圖2 綜合磁性(xing)能單片(pian)測量儀示意圖

他們的測量結果及其分析表明：

1）在壓應力(li)(li)(li)作用下(xia)(xia)(xia)磁滯回線的(de)形狀有明顯變化(hua)。取向硅(gui)鋼片(pian)的(de)鐵損在同(tong)一頻(pin)率下(xia)(xia)(xia)受拉應力(li)(li)(li)的(de)影響(xiang)較小，受壓應力(li)(li)(li)的(de)影響(xiang)較大。在同(tong)一壓應力(li)(li)(li)下(xia)(xia)(xia)，頻(pin)率的(de)增大對鐵損的(de)增長(chang)率有一定的(de)抑制(zhi)作用。當頻(pin)率和(he)壓應力(li)(li)(li)同(tong)時(shi)(shi)改變時(shi)(shi)，壓應力(li)(li)(li)對鐵損增長(chang)率的(de)影響(xiang)更加顯著。

2）取向硅(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)磁致伸(shen)(shen)縮(suo)在(zai)同一頻率(lv)下受拉(la)應力(li)(li)的(de)影響較小，受壓應力(li)(li)的(de)影響較大(da)(da)。在(zai)拉(la)應力(li)(li)作(zuo)用下，取向硅(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)磁致伸(shen)(shen)縮(suo)隨頻率(lv)的(de)增大(da)(da)而增大(da)(da)；而在(zai)無應力(li)(li)和壓應力(li)(li)作(zuo)用下，頻率(lv)的(de)升高對取向硅(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)磁致伸(shen)(shen)縮(suo)有一定的(de)抑制作(zuo)用。

3）在同(tong)(tong)一頻(pin)率下，拉應(ying)力對取向硅(gui)鋼片(pian)的噪聲影響(xiang)較小(xiao)，而(er)壓應(ying)力對其影響(xiang)較大；在同(tong)(tong)一應(ying)力下，取向硅(gui)鋼片(pian)的噪聲先隨著頻(pin)率的增大而(er)增大，而(er)后(hou)維持在一定水(shui)平，不再有明顯增長。

4）諧(xie)波(bo)激(ji)勵(li)下，拉應(ying)力的增(zeng)大對樣片(pian)的磁性能無(wu)較大影響(xiang)；壓應(ying)力增(zeng)大后，樣片(pian)損耗的增(zeng)長(chang)率呈下降趨勢(shi)；諧(xie)波(bo)次(ci)數及含量越高、噪聲(sheng)越大。