5.2.6.1 真空断路器噪声产生机理
真空断路器工作时瞬时噪声产生的原因与其工作原理有关，其驱动机构运动是真空断路器噪声的主要来源。在断路器合闸时，活塞撞击保持线圈产生较大撞击噪声，同时电磁阀排气产生气动噪声。分闸时的噪声主要来源于内部连接板撞击橡胶垫片的撞击噪声。由于真空断路器通过刚性连接于车体上，在内部元件相互撞击时，其自身产生的冲击振动也会传递给车体及车上周围部件，引起其他部件的结构振动辐射噪声，该部分噪声对室内噪声的影响同样不应忽视。
在未对真空断路器采取隔振降噪措施的情况下，距ETS动车组客室地板1.6m高处测得的真空断路器合闸时的1/3倍频程噪声频谱特性如图5-92所示。
图5-92 真空断路器合闸时的1/3倍频程噪声频谱特性
真空断路器合闸时辐射能量主要分布在100～2000Hz之间，最大峰值出现在1000Hz处。
5.2.6.2 真空断路器减振降噪设计
驱动机构运动是真空断路器直达噪声的主要来源，其位于车体顶板下部，采用隔声罩对其进行直接降噪是比较有效的方法。
（1）隔声罩结构
1）第一种隔声罩结构。该隔声罩结构由隔声罩、快速可拆卸连接装置和可翻转底板组成，如图5-93所示。
图5-93 真空断路器隔声罩结构示意图
隔声罩采用三层材料组粘接而成，最外层由钢板焊接成隔声罩基体，中间由阻尼材料形成隔声层，内层为多孔吸声材料。隔声罩基体在出线管孔处开有缺口，对应的隔声层在出线管孔处，裁剪出“人”字形缝隙，以确保线束和管路穿过后隔声罩的密封性。考虑板材强度、隔声罩质量和空间的限制，隔声罩基体采用厚度为2mm的钢板；阻尼层厚度为5mm；吸声层采用30mm厚的三聚氰胺。
快速可拆卸连接装置由吊耳、T形螺栓连接结构和六角螺栓连接结构组成。吊耳上部开有腰形孔，实现隔声罩在横向方向的安装调整。采用T形螺栓使吊耳和焊接在安装顶板上的C形槽联结，实现隔声罩的固定，同时T形螺栓在C形槽中滑动可实现隔声罩安装位置的调整。快速可拆卸连接装置可以根据T形螺栓连接和六角螺栓连接的先后顺序，确保隔声罩能够顺利地安装于较为狭小的空间中。
可翻转底板通过铰链和锁闭机构实现翻转和固定。在闭合固定时，形成隔声罩封闭的隔声结构。在打开时，可以方便地从底部对机械设备进行检修。在其下表面依次粘贴阻尼隔声材料、多孔吸声材料。(www.xing528.com)
2）第二种隔声罩结构。另一种真空断路器隔声罩结构如图5-94所示。
图5-94a～图5-94c所示为多层复合材料制成的方形罩体的内腔中设置压缩空气储存及压力调节装置和断路器本体隔声罩。断路器本体隔声罩靠近压缩空气储存及压力调节装置的一侧设置管道开口。方形罩体的两个侧面分别开设有压缩空气管道入口和空气开口，可改变断路器本体冲击噪声的直线传播，同时也能满足罩内通风的要求。
如图5-94c所示，方形罩体的复合材料包括外表面层、夹芯层和内表面层。为便于安装和提高其隔声性能，外表面层的厚度大于内表面层的厚度。内、外表面层的材料为树脂基玻璃纤维和碳纤维中的一种，或玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料。夹芯层材料为泡沫夹芯或蜂窝夹芯。方形罩体的内壁贴附有吸声材料，以吸收从断路器本体隔声罩的管道开口传出的噪声。
压缩空气从压缩空气管道入口接入，通过压缩空气储存及压力调节装置后，再通过断路器本体隔声罩的管道开口接入断路器。断路器合闸和分闸时产生的冲击噪声通过断路器本体隔声罩的管道开口传入压缩空气储存及压力调节装置所在的罩内空腔，经过方形罩体的内壁贴附的吸声材料吸声处理后，再通过两侧的压缩空气管道入口和空气开口传出。
图5-94 真空断路器隔声罩结构
1—方形罩体 2—压缩空气储存及压力调节装置 3—断路器本体隔声罩 4—压缩空气管道入 5—管道开口 6—空气开口 7—冲击噪声源 8—方形罩体复合材料的外表面层 9—夹芯层 10—内表面层 11—方形罩体的内壁贴附吸声材料 12—墙体 13—密封圈 14—C形槽 15—连接螺栓组件 16—带腰形孔的连接座
如图5-94d～图5-94f所示，真空断路器隔声罩通过方形罩体外侧的六个带腰形孔的连接座安装在墙体的C形槽中，通过连接螺栓组件将连接座和C形槽紧固在一起。方形罩体与墙体之间设置有密封圈。
（2）隔声罩性能测试 在列车静止、空调等辅助设备关闭和室内安静的条件下，对采用第一种隔声罩结构前后的真空断路器合主断、分主断的瞬时噪声进行测试。测点位于真空断路器正下方、距地板1.6m高处，如图5-95所示。测试结果见表5-11，可知隔声罩的表观隔声量约为21dB。
图5-95 断路器噪声测试位置
表5-11 真空断路器噪声测试结果
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