郭海斌

[摘 要]近年來(lái)，變電站噪聲指標(biāo)已成為變電站設(shè)計(jì)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在廣大城鄉(xiāng)地區(qū)，變電站建設(shè)型式以戶外型為主，變電站及設(shè)備噪聲控制顯得尤為重要。為建設(shè)環(huán)境友好型電網(wǎng)、更好地履行社會(huì)責(zé)任，在公司總部組織下的科研團(tuán)隊(duì)，從變電站設(shè)計(jì)源頭著手，系統(tǒng)開(kāi)展超高壓變電站及設(shè)備節(jié)能降噪技術(shù)研究，更好地控制變電站內(nèi)外敏感點(diǎn)噪聲。

[關(guān)鍵詞]超高壓；變電站；節(jié)能降噪；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）39-0018-01

1 超高壓變電站噪音的危害

超高壓變電站噪聲對(duì)變電站內(nèi)工作人員的影響和危害是多方面的，其主要表現(xiàn)為對(duì)聽(tīng)力的影響，干擾工作人員有效獲取有用的聲音信號(hào)，信息（如設(shè)備正常和異常運(yùn)行時(shí)的不同聲響、人員之間的對(duì)話等）；對(duì)休息和睡眠的干擾，導(dǎo)致疲勞，對(duì)人體的生理和心理影響，導(dǎo)致激動(dòng)，煩躁等，當(dāng)人在100db左右的噪聲環(huán)境中工作時(shí)會(huì)感到刺耳，難受，甚至引起暫時(shí)性耳聾等。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織iso的調(diào)查，在噪聲級(jí)85db，90db的環(huán)境中工作30年，耳聾的可能性分別為8%、18%。在70db的環(huán)境中，談話就會(huì)感到困難。因此，世界上許多國(guó)家對(duì)環(huán)境噪聲提出了相應(yīng)的容許范圍，我國(guó)也不例外，以國(guó)標(biāo)《城市環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（gb3096--93）中提出的二類晝夜標(biāo)準(zhǔn)為例，即：6：00～22：00不得超過(guò)60db（a）。電力工程設(shè)計(jì)也提出：在距電器2M處不應(yīng)大于下列水平：連續(xù)性噪聲水平：85db；非連續(xù)性噪聲水平：屋內(nèi)90db，屋外110db。鑒于上述噪聲危害的存在，在變電站內(nèi)，需要考慮噪聲對(duì)變電站內(nèi)工作人員及附近居民的影響，并采取綜合治理措施。 變電站內(nèi)的主要噪聲源是變壓器（點(diǎn)抗器）等設(shè)備運(yùn)行中鐵芯磁致伸縮，線圈電磁作用振動(dòng)等產(chǎn)生的噪聲和冷卻裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲，特別是大型變壓器及其強(qiáng)迫由循環(huán)冷卻裝置中潛油泵和風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪聲，并隨變壓器容量增大而增加。

2 超高壓變電站節(jié)能降噪治理的困境

我國(guó)超高壓變電站降噪治理面臨材料體系不完善、降噪材料基本性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏及檢測(cè)能力不配套，針對(duì)地區(qū)氣候特點(diǎn)及超高壓變電站服役特點(diǎn)的降噪材料匱乏，缺乏可直接應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性、規(guī)范性的降噪材料、裝置等。

3 超高壓變電站噪聲治理技術(shù)

噪聲對(duì)環(huán)境的污染有3個(gè)要素：噪聲源、傳播途徑和接受者，三者缺一不可。因此，在噪聲治理中主要是對(duì)其中一個(gè)要素或多個(gè)要素采取切實(shí)有效的措施?？紤]到可行性和經(jīng)濟(jì)型，對(duì)所有接受者采取防護(hù)措施的方法并不現(xiàn)實(shí)，因此變電站噪聲治理主要從噪聲源降噪和阻斷傳播途徑兩方面進(jìn)行。在聲傳播途徑中的控制是常用的手段，在噪聲傳播的途徑上，設(shè)置屏障以阻止聲波的傳播，鋪置吸聲材料增加聲能耗損，或者通過(guò)反射、折射改變聲波的傳播方向。同時(shí)，可以采用護(hù)耳器、控制室等個(gè)人防護(hù)措施來(lái)保護(hù)工作人員的健康。

變電站的噪聲主要來(lái)自本體和輔助設(shè)備。

1）本體的噪聲：主要要為變壓器噪聲，而變壓器噪聲主要來(lái)自變壓器本體和冷卻系統(tǒng)。磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)，使鐵心隨勵(lì)磁頻率的變化作周期性振動(dòng)，通過(guò)墊腳和基礎(chǔ)傳遞給箱體和附件，激勵(lì)周圍空氣而產(chǎn)生發(fā)出噪聲。另外，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁，引起繞組、油箱壁的振動(dòng)，產(chǎn)生的噪聲以波的形式向四周傳播。

2）輔助設(shè)備的噪聲：主要來(lái)自冷卻風(fēng)機(jī)、油泵運(yùn)行時(shí)，以及連接部位轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。

變壓器本體振動(dòng)有時(shí)也可能通過(guò)變壓器油管、接頭及其裝配零件等傳遞給冷卻器，加劇其振動(dòng)，加大其輻射的噪聲。

3）金具噪聲源

變電站金具噪聲主要是由金具表面的電暈放電引起的。由于金具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和表面場(chǎng)強(qiáng)的控制沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，造成部分均壓環(huán)和連接金具處表面場(chǎng)強(qiáng)略高，當(dāng)金具表面電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體電離的臨界值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電暈。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度更高時(shí)，用肉眼即可觀察到金具表面電暈發(fā)光、放電現(xiàn)象，也就是可見(jiàn)電暈。電暈產(chǎn)生時(shí)伴隨著咝咝的聲音，這就是電暈噪聲。

4 超高壓變電站節(jié)能降噪技術(shù)措施的選擇

4.1 隔聲

隔聲是通過(guò)材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)來(lái)隔絕空氣傳播噪聲的方法，常見(jiàn)的形式有隔聲罩、隔聲間和隔聲屏。隔聲罩和隔聲間是采用將噪聲源封閉起來(lái)的方式，隔聲屏為敞開(kāi)式。超高壓變電站常見(jiàn)的隔聲罩形式有風(fēng)機(jī)箱等，變壓器室等同隔聲間。隔聲罩和隔聲間的隔聲效果不僅取決于隔聲材料的隔聲量，而且取決于其密封性。對(duì)于變壓器室，為了達(dá)到好的隔聲效果，門窗應(yīng)盡量少設(shè)計(jì)，且尺寸盡可能小，或者采用雙層的隔聲門窗。對(duì)于隔聲屏，則應(yīng)盡可能地靠近噪聲源或噪聲受體。

4.2 消聲

消聲是利用具有吸聲內(nèi)襯或特殊結(jié)構(gòu)形式的氣流管道來(lái)降低噪聲的方法，這種既能讓氣流通過(guò)又能降低噪聲的設(shè)備稱消聲器。消聲器根據(jù)消聲原理的不同有阻性、抗性、復(fù)合和排氣放空四種類型，各類型消聲器依據(jù)結(jié)構(gòu)型式的不同又可細(xì)分為多種型式。為了減小變電站室內(nèi)聲源及風(fēng)機(jī)噪聲向室外的傳播，對(duì)于房間的進(jìn)出通風(fēng)口可采用消聲器進(jìn)行消聲。主變壓器（電抗器）進(jìn)（出）風(fēng)口的消聲器宜采用阻抗復(fù)合消聲器，既可以降低主變壓器產(chǎn)生的中低頻噪聲，又可以減小通風(fēng)風(fēng)機(jī)的中高頻噪聲。通風(fēng)風(fēng)機(jī)的噪聲以中高頻為主，宜采用阻性消聲器。一般普通進(jìn)氣消聲百葉的消聲量為5～15dB，普通出風(fēng)口消聲器的消聲量為15～30dB。

4.3 吸聲

吸聲是利用聲波通過(guò)媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分界面上時(shí)聲能的減少來(lái)降低噪聲的方法。只有當(dāng)室內(nèi)混響聲較強(qiáng)時(shí)，吸聲降噪效果才明顯。吸聲材料（結(jié)構(gòu)）按其材料結(jié)構(gòu)狀況可分為多孔吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)和特殊吸聲結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)噪聲源室內(nèi)墻面和頂棚設(shè)置吸聲材料，能一定程度降低室內(nèi)的噪聲水平，通常情況下吸聲處理所能降低的噪聲量為3～8dB。

4.4 隔振

超高壓變電站內(nèi)的隔振主要是積極隔振，即利用隔振器以降低因機(jī)器本身的擾力作用引起的機(jī)器支承結(jié)構(gòu)或地基的振動(dòng)。對(duì)變電站內(nèi)主要的振動(dòng)噪聲源如變壓器、電抗器和風(fēng)機(jī)等應(yīng)采取隔振措施。常用的隔振器材有鋼圓柱螺旋彈簧隔振器、橡膠隔振器（墊）、機(jī)床隔振器、全金屬鋼絲繩隔振器、空氣彈簧、海綿隔振墊、軟木板、玻璃纖維、彈性吊架、管道補(bǔ)償軟連接裝置。

4.5 散熱措施

采取降噪措施將變壓器室的四邊封閉，變壓器所產(chǎn)生的熱量散發(fā)會(huì)有困難，影響變電所的安全運(yùn)行。因此，解決好變壓器室的散熱問(wèn)題成為噪聲治理的關(guān)鍵。為了保證變壓器的散熱問(wèn)題，需要保證每臺(tái)變壓器需要的最大通風(fēng)量。

4.6 金具降噪措施

超高壓變電站中電暈現(xiàn)象最為明顯的部分除了導(dǎo)線外，主要就是金具，這其中又分為設(shè)備線夾、間隔棒、絕緣子串金具。對(duì)于超高壓變電站絕緣子串都帶有均壓屏蔽環(huán)，而設(shè)備端子都有均壓環(huán)，因此設(shè)備線夾都沒(méi)有均壓屏蔽環(huán)。事實(shí)上，變電站中由于設(shè)備線夾棱角較多，其電暈情況反而較導(dǎo)線嚴(yán)重，因?yàn)?30kV軟母線和引線的間隔棒不是防電暈型的，所以330kV軟母線和引線電暈情況比750kV軟母線和引線嚴(yán)重。

特高壓變電站的母線以及金具的整體結(jié)構(gòu)型型式將會(huì)對(duì)電暈放電產(chǎn)生一定的無(wú)線電干擾，使噪聲的影響范圍較大，但是可以通過(guò)對(duì)變電站的母線型式進(jìn)行優(yōu)化、對(duì)變電站的均壓環(huán)進(jìn)行起暈電壓試驗(yàn)、特高壓變電站的耐張絕緣子串的均壓優(yōu)化等方面的控制等措施從而徹底的實(shí)現(xiàn)對(duì)電暈放電進(jìn)行相關(guān)降噪控制。

結(jié)語(yǔ)

超高壓變電站內(nèi)噪聲控制問(wèn)題必須引起足夠的重視。通過(guò)不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)及及時(shí)改進(jìn)，最大程度上減少超高壓變電站噪聲對(duì)周圍其他建筑及居民的影響。

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