城市附近變電站噪音分析與治理

劉 凱 葉 青 呂寶寶

（國(guó)網(wǎng)河南省電力公司洛陽(yáng)供電公司 河南洛陽(yáng) 471000）

1 變電站噪音分析與治理的重要性分析

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與城市化建設(shè)的不斷提升，我國(guó)居民對(duì)電力服務(wù)的要求也不斷提升。變電站作為我國(guó)電路網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，其在運(yùn)行的過(guò)程中，其內(nèi)部的電氣設(shè)備運(yùn)行或電力線(xiàn)路電暈往往會(huì)發(fā)出較大的噪音，從而導(dǎo)致變電站附近的居民長(zhǎng)期受到噪音影響。隨著我國(guó)國(guó)民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷加強(qiáng)，社會(huì)各界對(duì)變電站的噪音整理效率也投入了越來(lái)越多的重視。

如果變電站的噪音污染未能夠及時(shí)得到處理，將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部工作人員長(zhǎng)期處在噪音環(huán)境中進(jìn)行工作，從而會(huì)對(duì)變電站內(nèi)部工作人員產(chǎn)生聽(tīng)力方面的影響，且會(huì)影響工作人員之間的溝通與交流，最終導(dǎo)致工作人員的工作效率受到影響。同時(shí)，由于變電站一般情況下處于24h工作狀態(tài)，將會(huì)極大程度地影響工作人員的日常生活作息，長(zhǎng)期以往會(huì)使工作人員的身心健康受到影響，容易導(dǎo)致工作人員的情緒穩(wěn)定性下降，容易在工作中發(fā)生失誤。

在控制變電站噪音污染的過(guò)程中，必須對(duì)變電站發(fā)出噪音的原因進(jìn)行深入的分析，并及時(shí)地采取有效地措施對(duì)變電站噪音污染進(jìn)行治理，從而有效地將變電站噪音污染對(duì)居民的影響降至最低。同時(shí)，控制變電站噪聲污染能夠有效地對(duì)變電站的工作人員進(jìn)行保護(hù)，確保變電站工作人員能夠在較為良好的工作環(huán)境下進(jìn)行工作。本文主要針對(duì)變電站的噪音污染源進(jìn)行分析，探索變電站噪音污染的主要原因，并提出進(jìn)行變電站噪音污染治理的具體措施。

2 變電站的主要噪音源分析

通過(guò)對(duì)我國(guó)各地變電站的噪音源分析，筆者發(fā)現(xiàn)變電站主要噪音源為電抗器（高壓電抗器）等電氣設(shè)備中鐵芯磁的伸縮運(yùn)動(dòng)、冷卻裝置在進(jìn)行運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的噪音以及圈線(xiàn)電磁作用振動(dòng)三類(lèi)原因。其中，最大的噪音源為強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置內(nèi)部風(fēng)扇與潛油泵以及各類(lèi)大型高壓電抗器運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的噪音，且噪音與高壓電抗器容量之間為明顯的正相關(guān)關(guān)系。

同時(shí)，通過(guò)對(duì)變電站內(nèi)工作人員的工作環(huán)境分析，發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)的室內(nèi)設(shè)備及高壓電抗器所發(fā)出的低頻噪聲是影響內(nèi)部工作員工進(jìn)行工作的主要噪音來(lái)源，高壓電抗器所發(fā)出的噪音之所以能夠成為影響變電站內(nèi)部人員工作環(huán)境最為主要的原因，是因?yàn)榈皖l噪聲具有波長(zhǎng)較長(zhǎng)且頻率較低的特點(diǎn)，其能夠有效地穿過(guò)建筑物墻壁，從而對(duì)內(nèi)部工作人員產(chǎn)生較大影響。而高壓線(xiàn)路中的電暈聲屬于波長(zhǎng)較短的高頻聲波，變電站內(nèi)部的墻壁能夠有效地阻隔高頻聲波的傳播。

3 變電站噪音污染特點(diǎn)

根據(jù)對(duì)我國(guó)多個(gè)變電站的噪音頻率測(cè)量，可知在變電站的噪音污染中，電力高壓電抗器所導(dǎo)致的噪音屬于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的中低頻噪音，其噪音貢獻(xiàn)值約為240～510Hz；風(fēng)冷機(jī)械所導(dǎo)致的噪音屬于波長(zhǎng)較短的中高頻噪音，其噪音貢獻(xiàn)值約為900Hz～2kHz；而高壓電抗器的噪音則屬于不穩(wěn)定噪音，其噪音不穩(wěn)定的原因是因?yàn)楦邏弘娍蛊鞯倪\(yùn)行功率在各個(gè)時(shí)間段都有所不同，若其處于空載或運(yùn)行功率較低的狀態(tài)，則其噪音污染較小，若其處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，其噪音污染較大。由于不同類(lèi)型的噪音所采取的治理方式有所不同，治理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)變電站內(nèi)各類(lèi)噪音進(jìn)行收集與分析，并采取針對(duì)性的治理措施進(jìn)行變電站噪音治理。同時(shí)需要注意的是，噪音質(zhì)量難度與噪音的頻率之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，高頻率的噪音波長(zhǎng)較短，其影響隨著距離的提升將會(huì)快速降低，且易被建筑物體阻隔，因此其治理難度較小。而低頻率的噪音波長(zhǎng)較短，其影響隨著距離的提升下降幅度較小，且其穿透性較強(qiáng)，是噪音治理中較難處理的部分。

4 變電站噪音的治理措施

噪音污染的形成由噪音源、傳播方式及噪音接受者三個(gè)要素組成，而噪音污染治理則是通過(guò)對(duì)噪音污染的三個(gè)要素進(jìn)行治理，阻隔噪音污染形成的過(guò)程，從而達(dá)到治理噪音污染的目的。在進(jìn)行變電站噪音的治理過(guò)程中，可通過(guò)改變?cè)胍粑廴局械哪骋灰貋?lái)達(dá)到治理變電站噪音的目的。在現(xiàn)實(shí)情況中，變電站的噪音源主要為電抗器（高壓電抗器）等電氣設(shè)備中鐵芯磁的伸縮運(yùn)動(dòng)、冷卻裝置在進(jìn)行運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的噪音以及圈線(xiàn)電磁作用振動(dòng)三類(lèi)，對(duì)其治理需要通過(guò)科技創(chuàng)新與技術(shù)改進(jìn)的方式，其實(shí)現(xiàn)難度較大，變電站只能通過(guò)選購(gòu)優(yōu)質(zhì)的電氣設(shè)備降低其所造成的噪音污染。因此，大部分的變電站噪音污染治理都是從傳播途徑或噪音接受者這兩個(gè)因素著手，進(jìn)行變電站噪音污染的治理。本文主要從變電站噪音傳播途徑因素出發(fā)，提出相應(yīng)的變電站噪音污染治理措施。

4.1 噪音源治理措施分析

根據(jù)筆者對(duì)我國(guó)多個(gè)變電站的噪音源的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在電壓相同，功率等級(jí)相等的情況下，不同廠(chǎng)家所生產(chǎn)的高壓電抗器所產(chǎn)生的噪音仍然有較大差距，因此在進(jìn)行變電站高壓電抗器的選購(gòu)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)不同廠(chǎng)家所生產(chǎn)的高壓電抗器的運(yùn)行狀況進(jìn)行查驗(yàn)，并選取噪音較小的設(shè)備進(jìn)行選購(gòu)。同時(shí)，由于不同廠(chǎng)家在進(jìn)行硅鋼片制造的過(guò)程中會(huì)采用不同的裝配工藝及鐵心片加工工藝，從而導(dǎo)致硅鋼片的運(yùn)行過(guò)程中的磁致伸縮所生產(chǎn)的噪音量有所不同，因此在選購(gòu)硅鋼片的過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控。

4.2 噪音傳播途徑治理措施分析

在噪音治理的過(guò)程中，治理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)不同類(lèi)型的變電站選取不同的噪音治理方式。在進(jìn)行規(guī)模較大的露天變電站的噪音治理時(shí)，最為有效的方式是建立隔聲屏，通過(guò)隔聲屏阻隔變電站的噪音傳播，從而降低變電站噪音的影響范圍及影響程度。在進(jìn)行隔聲屏建立的過(guò)程中，治理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)變電站內(nèi)不同地區(qū)的噪音進(jìn)行監(jiān)控，合理地劃分出噪音敏感點(diǎn)。并針對(duì)變電站的實(shí)際情況進(jìn)行隔音屏的選擇，目前的隔音屏主要有某一角度隔離、全封閉隔離及半封閉隔離三類(lèi)。同時(shí)，治理人員還應(yīng)當(dāng)通過(guò)對(duì)變電站噪音特點(diǎn)的分析，確定噪音的特點(diǎn)、變電站的熱量分布及敏感點(diǎn)的位置，從而選取厚度、結(jié)構(gòu)、高度、材質(zhì)以及長(zhǎng)度適宜的隔音屏進(jìn)行噪音治理。需要注意的是，隔音屏噪音治理法較適用與治理波長(zhǎng)較短的中高頻噪音，其能夠減少10～15dB的噪音水平。因此，當(dāng)需要對(duì)風(fēng)機(jī)或冷卻裝置進(jìn)行噪音治理時(shí)，選取隔音屏治理法能夠有效地降低噪音污染，并降低噪音治理成本。

當(dāng)變電站內(nèi)主要噪音源為低頻噪音時(shí)，采取隔音屏治理法所能夠帶來(lái)的效果較低。此時(shí)可采用有源噪聲控制技術(shù)進(jìn)行噪音治理。所謂的有源噪聲控制技術(shù)即是通過(guò)聲場(chǎng)內(nèi)部具有的線(xiàn)形疊加原理（傳播方向相同且頻率相同的兩列聲波將會(huì)在傳播過(guò)程中發(fā)生相互抵消或相互疊加的現(xiàn)象），對(duì)于較為初級(jí)的聲源，當(dāng)音頻的振幅處于相同水平時(shí)，將會(huì)在一個(gè)較大的空間范圍內(nèi)產(chǎn)生聲衰減，從而有效地降低變電站噪音傳播效率，達(dá)到治理變電站噪音的目的。當(dāng)噪音屬于低頻噪音時(shí)，其受相位補(bǔ)償?shù)挠绊戄^大。因此，有源噪聲控制技術(shù)能夠有效地針對(duì)變電站內(nèi)的低頻噪音進(jìn)行控制。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，有源噪音控制系統(tǒng)主要由電子控制裝置、傳感器及信號(hào)調(diào)節(jié)器三個(gè)部分組成。其中電子控制裝置主要通過(guò)預(yù)先設(shè)置的音頻和內(nèi)部的控制調(diào)節(jié)器產(chǎn)生電子型號(hào)，而誤差信號(hào)調(diào)節(jié)器則安裝與揚(yáng)聲器的正前方，當(dāng)其收到信號(hào)后便會(huì)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)EM，EM為揚(yáng)聲器通過(guò)電子控制裝置所發(fā)出的反相位信號(hào)與高壓電抗器所傳播的噪音共同作用下所措施的信號(hào)。當(dāng)傳感器接受到EM信號(hào)后，便會(huì)及時(shí)地傳達(dá)與電子控制裝置，電子控制裝置便會(huì)將與EM信號(hào)相對(duì)應(yīng)的UM信號(hào)發(fā)送至揚(yáng)聲器。當(dāng)EM信號(hào)值為零時(shí)，代表控制效果已達(dá)最佳狀況，此時(shí)有源噪聲控制系統(tǒng)能夠有效地將下游的噪聲水平降至最低。

綜上所述，噪聲控制的衰減水平主要取決于有源噪聲控制系統(tǒng)的干擾聲波頻率、密度、揚(yáng)聲器所布置的位置及系統(tǒng)與噪聲源之間的距離。通過(guò)有源噪聲控制系統(tǒng)，能夠有效地降低低頻噪聲，其在120Hz以下時(shí)能夠?qū)⒃胍羲浇档?5～30dB，250Hz以下時(shí)能夠?qū)⒃胍羲浇档?0～15dB。目前階段，有源噪聲控制技術(shù)是較為先進(jìn)有效的噪音控制治理技術(shù)，其成本較低，且效果良好，已在我國(guó)變電站的噪音治理中被廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

變電站的噪音治理屬于技術(shù)性較強(qiáng)的工作，治理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)不同類(lèi)型的變電站噪音進(jìn)行分析，選取最為合適的治理方式。

[1]吳軍.現(xiàn)代城市噪音治理的方案研究[J].城市發(fā)展，2016.

[2]宋陽(yáng)光.淺析變電站噪音治理的方法[J].電力電網(wǎng)，2017.