城市附近变电站噪音分析与治理

2018-02-14吕宝宝

建材与装饰 2018年3期

刘凯叶青吕宝宝

（国网河南省电力公司洛阳供电公司河南洛阳 471000）

1 变电站噪音分析与治理的重要性分析

随着我国国民经济的不断发展与城市化建设的不断提升，我国居民对电力服务的要求也不断提升。变电站作为我国电路网络中的重要组成部分，其在运行的过程中，其内部的电气设备运行或电力线路电晕往往会发出较大的噪音，从而导致变电站附近的居民长期受到噪音影响。随着我国国民的环境保护意识不断加强，社会各界对变电站的噪音整理效率也投入了越来越多的重视。

如果变电站的噪音污染未能够及时得到处理，将会导致内部工作人员长期处在噪音环境中进行工作，从而会对变电站内部工作人员产生听力方面的影响，且会影响工作人员之间的沟通与交流，最终导致工作人员的工作效率受到影响。同时，由于变电站一般情况下处于24h工作状态，将会极大程度地影响工作人员的日常生活作息，长期以往会使工作人员的身心健康受到影响，容易导致工作人员的情绪稳定性下降，容易在工作中发生失误。

在控制变电站噪音污染的过程中，必须对变电站发出噪音的原因进行深入的分析，并及时地采取有效地措施对变电站噪音污染进行治理，从而有效地将变电站噪音污染对居民的影响降至最低。同时，控制变电站噪声污染能够有效地对变电站的工作人员进行保护，确保变电站工作人员能够在较为良好的工作环境下进行工作。本文主要针对变电站的噪音污染源进行分析，探索变电站噪音污染的主要原因，并提出进行变电站噪音污染治理的具体措施。

2 变电站的主要噪音源分析

通过对我国各地变电站的噪音源分析，笔者发现变电站主要噪音源为电抗器（高压电抗器）等电气设备中铁芯磁的伸缩运动、冷却装置在进行运作过程中产生的噪音以及圈线电磁作用振动三类原因。其中，最大的噪音源为强迫油循环冷却装置内部风扇与潜油泵以及各类大型高压电抗器运作过程中产生的噪音，且噪音与高压电抗器容量之间为明显的正相关关系。

同时，通过对变电站内工作人员的工作环境分析，发现变电站内的室内设备及高压电抗器所发出的低频噪声是影响内部工作员工进行工作的主要噪音来源，高压电抗器所发出的噪音之所以能够成为影响变电站内部人员工作环境最为主要的原因，是因为低频噪声具有波长较长且频率较低的特点，其能够有效地穿过建筑物墙壁，从而对内部工作人员产生较大影响。而高压线路中的电晕声属于波长较短的高频声波，变电站内部的墙壁能够有效地阻隔高频声波的传播。

3 变电站噪音污染特点

根据对我国多个变电站的噪音频率测量，可知在变电站的噪音污染中，电力高压电抗器所导致的噪音属于波长较长的中低频噪音，其噪音贡献值约为240～510Hz；风冷机械所导致的噪音属于波长较短的中高频噪音，其噪音贡献值约为900Hz～2kHz；而高压电抗器的噪音则属于不稳定噪音，其噪音不稳定的原因是因为高压电抗器的运行功率在各个时间段都有所不同，若其处于空载或运行功率较低的状态，则其噪音污染较小，若其处于满负荷运行的状态，其噪音污染较大。由于不同类型的噪音所采取的治理方式有所不同，治理人员应当对变电站内各类噪音进行收集与分析，并采取针对性的治理措施进行变电站噪音治理。同时需要注意的是，噪音质量难度与噪音的频率之间呈负相关关系，高频率的噪音波长较短，其影响随着距离的提升将会快速降低，且易被建筑物体阻隔，因此其治理难度较小。而低频率的噪音波长较短，其影响随着距离的提升下降幅度较小，且其穿透性较强，是噪音治理中较难处理的部分。

4 变电站噪音的治理措施

噪音污染的形成由噪音源、传播方式及噪音接受者三个要素组成，而噪音污染治理则是通过对噪音污染的三个要素进行治理，阻隔噪音污染形成的过程，从而达到治理噪音污染的目的。在进行变电站噪音的治理过程中，可通过改变噪音污染中的某一要素来达到治理变电站噪音的目的。在现实情况中，变电站的噪音源主要为电抗器（高压电抗器）等电气设备中铁芯磁的伸缩运动、冷却装置在进行运作过程中产生的噪音以及圈线电磁作用振动三类，对其治理需要通过科技创新与技术改进的方式，其实现难度较大，变电站只能通过选购优质的电气设备降低其所造成的噪音污染。因此，大部分的变电站噪音污染治理都是从传播途径或噪音接受者这两个因素着手，进行变电站噪音污染的治理。本文主要从变电站噪音传播途径因素出发，提出相应的变电站噪音污染治理措施。

4.1 噪音源治理措施分析

根据笔者对我国多个变电站的噪音源的数据统计，发现在电压相同，功率等级相等的情况下，不同厂家所生产的高压电抗器所产生的噪音仍然有较大差距，因此在进行变电站高压电抗器的选购过程中，应当对不同厂家所生产的高压电抗器的运行状况进行查验，并选取噪音较小的设备进行选购。同时，由于不同厂家在进行硅钢片制造的过程中会采用不同的装配工艺及铁心片加工工艺，从而导致硅钢片的运行过程中的磁致伸缩所生产的噪音量有所不同，因此在选购硅钢片的过程中也应当进行严格的质量把控。

4.2 噪音传播途径治理措施分析

在噪音治理的过程中，治理人员应当对不同类型的变电站选取不同的噪音治理方式。在进行规模较大的露天变电站的噪音治理时，最为有效的方式是建立隔声屏，通过隔声屏阻隔变电站的噪音传播，从而降低变电站噪音的影响范围及影响程度。在进行隔声屏建立的过程中，治理人员应当对变电站内不同地区的噪音进行监控，合理地划分出噪音敏感点。并针对变电站的实际情况进行隔音屏的选择，目前的隔音屏主要有某一角度隔离、全封闭隔离及半封闭隔离三类。同时，治理人员还应当通过对变电站噪音特点的分析，确定噪音的特点、变电站的热量分布及敏感点的位置，从而选取厚度、结构、高度、材质以及长度适宜的隔音屏进行噪音治理。需要注意的是，隔音屏噪音治理法较适用与治理波长较短的中高频噪音，其能够减少10～15dB的噪音水平。因此，当需要对风机或冷却装置进行噪音治理时，选取隔音屏治理法能够有效地降低噪音污染，并降低噪音治理成本。

当变电站内主要噪音源为低频噪音时，采取隔音屏治理法所能够带来的效果较低。此时可采用有源噪声控制技术进行噪音治理。所谓的有源噪声控制技术即是通过声场内部具有的线形叠加原理（传播方向相同且频率相同的两列声波将会在传播过程中发生相互抵消或相互叠加的现象），对于较为初级的声源，当音频的振幅处于相同水平时，将会在一个较大的空间范围内产生声衰减，从而有效地降低变电站噪音传播效率，达到治理变电站噪音的目的。当噪音属于低频噪音时，其受相位补偿的影响较大。因此，有源噪声控制技术能够有效地针对变电站内的低频噪音进行控制。在实际应用过程中，有源噪音控制系统主要由电子控制装置、传感器及信号调节器三个部分组成。其中电子控制装置主要通过预先设置的音频和内部的控制调节器产生电子型号，而误差信号调节器则安装与扬声器的正前方，当其收到信号后便会发出相应的信号EM，EM为扬声器通过电子控制装置所发出的反相位信号与高压电抗器所传播的噪音共同作用下所措施的信号。当传感器接受到EM信号后，便会及时地传达与电子控制装置，电子控制装置便会将与EM信号相对应的UM信号发送至扬声器。当EM信号值为零时，代表控制效果已达最佳状况，此时有源噪声控制系统能够有效地将下游的噪声水平降至最低。

综上所述，噪声控制的衰减水平主要取决于有源噪声控制系统的干扰声波频率、密度、扬声器所布置的位置及系统与噪声源之间的距离。通过有源噪声控制系统，能够有效地降低低频噪声，其在120Hz以下时能够将噪音水平降低15～30dB，250Hz以下时能够将噪音水平降低10～15dB。目前阶段，有源噪声控制技术是较为先进有效的噪音控制治理技术，其成本较低，且效果良好，已在我国变电站的噪音治理中被广泛应用。