超高壓變電站節(jié)能降噪技術(shù)研究

郭海斌

[摘 要]近年來，變電站噪聲指標(biāo)已成為變電站設(shè)計的重要技術(shù)經(jīng)濟指標(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)、更好地履行社會責(zé)任，在公司總部組織下的科研團隊，從變電站設(shè)計源頭著手，系統(tǒng)開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：TM63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：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)為對聽力的影響，干擾工作人員有效獲取有用的聲音信號，信息（如設(shè)備正常和異常運行時的不同聲響、人員之間的對話等）；對休息和睡眠的干擾，導(dǎo)致疲勞，對人體的生理和心理影響，導(dǎo)致激動，煩躁等，當(dāng)人在100db左右的噪聲環(huán)境中工作時會感到刺耳，難受，甚至引起暫時性耳聾等。根據(jù)國際標(biāo)準化組織iso的調(diào)查，在噪聲級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，談話就會感到困難。因此，世界上許多國家對環(huán)境噪聲提出了相應(yīng)的容許范圍，我國也不例外，以國標(biāo)《城市環(huán)境噪聲標(biāo)準》（gb3096--93）中提出的二類晝夜標(biāo)準為例，即：6：00～22：00不得超過60db（a）。電力工程設(shè)計也提出：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（點抗器）等設(shè)備運行中鐵芯磁致伸縮，線圈電磁作用振動等產(chǎn)生的噪聲和冷卻裝置運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪聲，特別是大型變壓器及其強迫由循環(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)匱乏及檢測能力不配套，針對地區(qū)氣候特點及超高壓變電站服役特點的降噪材料匱乏，缺乏可直接應(yīng)用的標(biāo)準化、實用性、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)

噪聲對環(huán)境的污染有3個要素：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其中一個要素或多個要素采取切實有效的措施?？紤]到可行性和經(jīng)濟型，對所有接受者采取防護措施的方法并不現(xiàn)實，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，或者通過反射、折射改變聲波的傳播方向。同時，可以采用護耳器、控制室等個人防護措施來保護工作人員的健康。

變電站的噪聲主要來自本體和輔助設(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自變壓器本體和冷卻系統(tǒng)。磁致伸縮引起的鐵心振動，使鐵心隨勵磁頻率的變化作周期性振動，通過墊腳和基礎(chǔ)傳遞給箱體和附件，激勵周圍空氣而產(chǎn)生發(fā)出噪聲。另外，負載電流產(chǎn)生的漏磁，引起繞組、油箱壁的振動，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：主要來自冷卻風(fēng)機、油泵運行時，以及連接部位轉(zhuǎn)動時的振動產(chǎn)生的噪聲。

變壓器本體振動有時也可能通過變壓器油管、接頭及其裝配零件等傳遞給冷卻器，加劇其振動，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、制造和表面場強的控制沒有統(tǒng)一的標(biāo)準，造成部分均壓環(huán)和連接金具處表面場強略高，當(dāng)金具表面電場強度達到氣體電離的臨界值時，會產(chǎn)生電暈。當(dāng)電場強度更高時，用肉眼即可觀察到金具表面電暈發(fā)光、放電現(xiàn)象，也就是可見電暈。電暈產(chǎn)生時伴隨著咝咝的聲音，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

隔聲是通過材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)來隔絕空氣傳播噪聲的方法，常見的形式有隔聲罩、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的方式，隔聲屏為敞開式。超高壓變電站常見的隔聲罩形式有風(fēng)機箱等，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。對于變壓器室，為了達到好的隔聲效果，門窗應(yīng)盡量少設(shè)計，且尺寸盡可能小，或者采用雙層的隔聲門窗。對于隔聲屏，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)形式的氣流管道來降低噪聲的方法，這種既能讓氣流通過又能降低噪聲的設(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)型式的不同又可細分為多種型式。為了減小變電站室內(nèi)聲源及風(fēng)機噪聲向室外的傳播，對于房間的進出通風(fēng)口可采用消聲器進行消聲。主變壓器（電抗器）進（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)機的中高頻噪聲。通風(fēng)風(fēng)機的噪聲以中高頻為主，宜采用阻性消聲器。一般普通進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媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分界面上時聲能的減少來降低噪聲的方法。只有當(dāng)室內(nèi)混響聲較強時，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)。通過對噪聲源室內(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器本身的擾力作用引起的機器支承結(jié)構(gòu)或地基的振動。對變電站內(nèi)主要的振動噪聲源如變壓器、電抗器和風(fēng)機等應(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)會有困難，影響變電所的安全運行。因此，解決好變壓器室的散熱問題成為噪聲治理的關(guān)鍵。為了保證變壓器的散熱問題，需要保證每臺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)備線夾都沒有均壓屏蔽環(huán)。事實上，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)線嚴重，因為330kV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)型型式將會對電暈放電產(chǎn)生一定的無線電干擾，使噪聲的影響范圍較大，但是可以通過對變電站的母線型式進行優(yōu)化、對變電站的均壓環(huán)進行起暈電壓試驗、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現(xiàn)對電暈放電進行相關(guān)降噪控制。

結(jié)語

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

參考文獻

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