配電房干式變壓器噪聲分析及減振降噪處理

摘 要：大部分高層建筑的配電房置于地下室，其內(nèi)部的干式變壓器噪聲會嚴(yán)重影響建筑用戶的正常生活。基于此，以配電房干式變壓器噪聲為研究對象，分析其形成原因、造成的危害，并以某高層住宅樓為例，提出了減振降噪處理方案，為干式變壓器噪聲的防控提供參考。

關(guān)鍵詞：配電房;干式變壓器;噪聲;振動

0 引言

配電房干式變壓器產(chǎn)生的噪聲為低頻噪聲，影響居民的身心健康，且低頻噪聲能穿透建筑墻壁或框架，單純通過關(guān)閉門窗等措施難以控制低頻噪聲的傳播。由此可見，對配電房干式變壓器噪聲的形成原因、造成的危害與減振降噪處理進(jìn)行分析顯得尤為重要。

1 配電房干式變壓器噪聲的形成

（1）變壓器外殼振動。在變壓器運(yùn)行期間，外殼、風(fēng)機(jī)、母線橋架、疊片等部件易出現(xiàn)振動現(xiàn)象。其中，外殼與風(fēng)機(jī)的噪聲由機(jī)械振動引起;母線流經(jīng)較大數(shù)值的電流時，產(chǎn)生的漏磁場會引發(fā)母線振動，帶動母線橋架的振動，出現(xiàn)噪聲;變壓器相鄰疊片及硅鋼片的接縫部位會出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，引發(fā)共振，導(dǎo)致噪聲的出現(xiàn)。

（2）變壓器安裝不當(dāng)。在配電房干式變壓器安裝過程中，安裝人員需保障變壓器平穩(wěn)。但部分安裝人員并不具備此意識，導(dǎo)致變壓器安裝不當(dāng)，在運(yùn)行期間出現(xiàn)振動現(xiàn)象，引發(fā)噪聲。

（3）變壓器線圈振動。在變壓器線圈流經(jīng)負(fù)載電流時，會出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致線圈振動，引發(fā)噪聲。

（4）鐵芯勵磁現(xiàn)象。在城市配電網(wǎng)中，干式變壓器的10 kV電壓較高，會使變壓器鐵芯處于高磁密狀態(tài)，出現(xiàn)勵磁現(xiàn)象，產(chǎn)生較大的噪聲，且音調(diào)較為尖銳[1]。

2 配電房干式變壓器噪聲的危害

在城市化建設(shè)進(jìn)程加快的背景下，城市建筑朝著高層方向發(fā)展，高層建筑大多將配電房置于地下室，與居民住宅距離較近。雖然配電房干式變壓器產(chǎn)生的噪聲不會導(dǎo)致居民出現(xiàn)生命危險，但仍會危害人體健康。配電房干式變壓器產(chǎn)生的噪聲為低頻噪聲，具有聲波長、衰減緩慢、受障礙影響薄弱等特點(diǎn)。居民在初期接收到低頻噪聲時，會使人感到心煩氣躁，暴躁易怒，情緒與血壓的變化較大。長此以往會導(dǎo)致居民出現(xiàn)記憶力下降、全身乏力、神經(jīng)衰弱、失眠多夢等癥狀，引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)病癥。同時，由于低頻噪聲難以通過關(guān)閉門窗的方式降低，極易被居民接收，降低居民對低頻噪聲的容忍度，使居民患上相關(guān)病癥[2]。

針對配電房干式變壓器噪聲的不利影響，相關(guān)單位在開展配電網(wǎng)建設(shè)工作時，需嚴(yán)格落實(shí)《住宅設(shè)計規(guī)范》《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》等政策法規(guī)，將噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。但受建筑工程成本與施工單位專業(yè)素養(yǎng)等因素的影響，部分高層建筑的配電房不能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，產(chǎn)生的低頻噪聲較大，嚴(yán)重影響了居民的正常生活，為此物業(yè)公司需做好減振降噪處理工作，將配電房干式變壓器的噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3 配電房干式變壓器的減振降噪處理

3.1? ? 配電房干式變壓器的減振降噪處理措施

基于配電房干式變壓器噪聲的形成原因，相關(guān)單位可從內(nèi)部與外部入手，優(yōu)化干式變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部環(huán)境，控制低頻噪聲的出現(xiàn)，保障周邊居民的健康。

在內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，安裝人員可優(yōu)化變壓器器件、安裝減振設(shè)備，具體措施如下：（1）選擇質(zhì)量較高的變壓器硅鋼片與鐵芯，降低變壓器器件的漏磁密度，避免振動現(xiàn)象的出現(xiàn)，減少噪聲的產(chǎn)生;（2）優(yōu)化鐵芯共振結(jié)構(gòu)，對鐵芯夾件部位采取加固措施，安裝限位裝置，強(qiáng)化其夾緊力，避免其出現(xiàn)共振現(xiàn)象，控制低頻噪聲的出現(xiàn);（3）在變壓器內(nèi)部配置減振系統(tǒng)，通常將減振設(shè)備配置于變壓器底座與配電房地面連接部位，消除變壓器的振動，從而減弱低頻噪聲;（4）選擇性能優(yōu)異的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，在開展變壓器結(jié)構(gòu)配置工作時，盡量選擇自冷式風(fēng)機(jī)，這類風(fēng)機(jī)性能優(yōu)異，產(chǎn)生的噪聲較小，也可在變壓器風(fēng)機(jī)的槽鋼部位配置減振設(shè)備，減少風(fēng)機(jī)振動，控制噪聲;（5）合理配置風(fēng)機(jī)開關(guān)，確保變壓器在高負(fù)荷工況下保持正常運(yùn)行狀態(tài)，減少風(fēng)機(jī)長期運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲。

在外部環(huán)境優(yōu)化中，相關(guān)單位可采取如下措施：（1）在變壓器外殼安裝降噪板，將單一的干式變壓器外殼拓展為金屬面板、多孔材料層及環(huán)氧玻璃布板的多層結(jié)構(gòu)，消除變壓器振動，實(shí)現(xiàn)控制噪聲的目的;（2）在配電房內(nèi)設(shè)置吸聲裝置，例如，在配電房設(shè)計與施工中，可借鑒電影院墻面的設(shè)計效果，對墻面進(jìn)行凹凸拉毛處理，提升墻面吸音效果，消除變壓器振動產(chǎn)生的低頻噪聲，還可將傳統(tǒng)的百葉窗更換為雙層玻璃，提升消音效果;（3）消音隔離處理，有條件的建筑可在配電房附近栽種植物，減輕干式變壓器產(chǎn)生的噪聲。

3.2? ? 配電房干式變壓器的減振降噪處理實(shí)例

為驗(yàn)證上述配電房干式變壓器減振降噪處理措施的應(yīng)用效果，本文以某高層住宅樓為研究對象，該建筑的地下室為配電房，共安裝了4臺干式變壓器。在夜間，干式變壓器產(chǎn)生的低頻噪聲較為顯著，影響用戶的正常休息與生活。在物業(yè)公司收到建筑用戶的投訴后，立即邀請電力部門的工作人員上門檢測，檢測結(jié)果顯示，低頻噪聲達(dá)69～100 dB。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)該建筑的配電房設(shè)計不合理，變壓器安裝不當(dāng)，且未配置吸收噪聲的設(shè)備。針對該問題，電力部門工作人員提出了完善的減振降噪處理方案，用以處理噪聲問題。

3.2.1? ? 減振降噪處理措施與實(shí)施效果

物業(yè)公司根據(jù)減振降噪處理方案，采取了如下措施：（1）將配電房大門改為防火隔聲門，將配電房窗戶改變?yōu)楦粢舯仉p層玻璃;（2）在變壓器柜的四個底座位置，配置低頻阻尼減振設(shè)備。由于變壓器動力設(shè)備存在較大的干擾，安裝人員在配置低頻阻尼減振設(shè)備時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)重心，將減振設(shè)備的底座置于固定地基中，用螺栓進(jìn)行連接;（3）在變壓器和母排的連接位置，安裝軟連接銅排，降低母線橋架的振動;（4）在配電房墻面與天花板位置，鋪設(shè)一層礦棉吸音防火板，提升配電房的隔音效果與防火性能。

在實(shí)施上述減振降噪處理措施后，高層住宅的低頻噪聲降低到30～34 dB，處于居民可承受范圍，實(shí)現(xiàn)了有效的噪聲控制。同時，在實(shí)踐過程中，上述減振降噪處理方案的施工效率較高，可減少建筑的停電時間，且低頻阻尼減振設(shè)備的性能優(yōu)異，無需維修，值得推廣應(yīng)用。

3.2.2? ? 低頻阻尼減振設(shè)備分析

在上述減振降噪處理措施中，低頻阻尼減振設(shè)備的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)減振降噪的關(guān)鍵。

（1）低頻阻尼減振設(shè)備的彈簧結(jié)構(gòu)采用低頻率值設(shè)計方式，整體性能優(yōu)異，可有效降低變壓器的振動。

（2）低頻阻尼減振設(shè)備的頂部與底部，分別配置了防滑耐磨橡膠墊，可強(qiáng)化減振效果，且底部的四角配置固定螺栓，可保障低頻阻尼設(shè)備與變壓器、配電房地面的緊密連接，保障減振效果的同時，提升運(yùn)行安全性。

（3）在應(yīng)用低頻阻尼減振設(shè)備時，在其與變壓器、配電房接觸的位置，鋪設(shè)一層丁腈橡膠制作的SD型專用隔振墊，可降低系統(tǒng)的固有頻率，提升低頻阻尼減振設(shè)備的隔振效果，控制噪聲的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

綜上所述，配電房干式變壓器產(chǎn)生的噪聲對周邊居民的健康造成較大損害，相關(guān)單位需明確噪聲產(chǎn)生的原因，采取有針對性的減振降噪處理措施。經(jīng)過本文的分析可知，技術(shù)人員可通過優(yōu)化變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)用低頻阻尼減振設(shè)備，控制噪聲的產(chǎn)生;通過配電房門窗結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、消音隔離等措施，提高低頻噪聲的衰減率，使噪聲降低至居民可接受的范圍。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 劉紹良.配電房干式變壓器產(chǎn)生帶來不良影響的處理方案探究[J].裝備維修技術(shù)，2019（3）：96.

[2] 周敏佳.淺析10 kV干式變壓器配電房防噪問題分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（20）：197.

收稿日期：2019-11-30

作者簡介：李誠理（1984—），男，海南洋浦人，工程師，研究方向：配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化、配網(wǎng)自動化。