变压器进出线限制条件下的隔声装置研究

樊超，王广克，杜鹏宇，侯东，田一，孙晓光，韩钰，肖伟民

（1.全球能源互联网研究院有限公司，北京 102211；2.国网石家庄供电公司，石家庄 050000；3.北京市劳动保护科学研究所，北京 100054）

1 引言

随着城市化进程的加快，很多变电站周边都建起了新楼盘，这种“先有站、后有楼”的模式，造成了很多变电站的噪声投诉，特别是户外变电站，变压器露天布置，距离厂界较近，几乎无任何遮蔽，变压器产生的噪声直达厂界周边的敏感建筑物，影响居民的正常生活[1、2]。

目前，针对户外变电站，主要采用声屏障和隔声罩等降噪措施[3、4]。对于隔声罩降噪措施来说，隔声罩的隔声量除受材料本身隔声性能影响外，还取决于隔声罩的密封程度。这是由于隔声罩内声能密度很大，隔声罩上很小的开孔或缝隙都能传出很大的噪声。但在户外变压器隔声罩的设计中，隔声罩的顶面往往会对进出线等高点位置产生干涉，由于升高座部位不涉及较强的绝缘需求，目前的做法是依据升高座的形状在隔声罩上开具孔洞，并在隔声罩与升高座之间预留出一定间隙，方便隔声罩顶板的安装，见图1。

图1 隔声罩与进出线干涉位置图

有关研究表明，只要在隔声罩总面积上开具1%面积的孔洞，其隔声量就会降低20～25dB[5]。为此，开发一种变压器进出线限制条件下的隔声装置，对于提升隔声罩的降噪效果，减少对周边敏感建筑物的噪声影响，具有重要的意义。

2 隔声装置结构设计

由于升高座部位不涉及较强的绝缘需求，在对隔声罩与升高座干涉位置进行降噪处理时，可以采用隔声效果较好的材料进行隔声密封处理，在保证进出线套管能够从隔声罩顶板进出的同时，最大限度地减少噪声向隔声罩顶部的传播。在隔声罩与升高座之间的干涉处理上，采用了三层密封设计[6]。

2.1 软连接设计

该设计位于升高座外侧与升高座连接区域，由于该设计要有效密封隔声罩与升高座连接的缝隙，隔绝升高座与隔声罩之间的振动传递。因此，应采用橡胶材料或其他高绝缘性材料，硅橡胶材料柔软、弹性好、能有效隔离振动、密封通孔，并具有耐臭氧性、耐紫外光性、耐高低温性等优点，可作为软连接设计的优选材料。

2.2 高效隔声设计

该设计位于硅橡胶材料的外侧，是隔声装置的核心部分。高效隔声设计应采用“约束阻尼隔声板+绝缘吸声材料+穿孔面板”组成的夹心复合隔声结构[7～12]，其中，约束阻尼隔声板选用1mm镀锌钢板+3mm弹性体橡胶+1mm镀锌钢板的复合结构，绝缘吸声材料选用容重96kg/m3的硅酸铝纤维棉，穿孔面板选用镀锌钢板，以有效提升隔声装置的降噪效果。

2.3 框架支撑设计

该设计位于夹心复合隔声结构的外侧，是隔声装置的框架支撑部分。框架支撑设计应采用方管或槽钢结构，方便与隔声罩边缘实现有效对接。

通过三层密封设计，保证了升高座与隔声罩间的隔声密封功能，为隔声罩进出线声学密封设计提供了技术支持，隔声装置结构设计见图2。

图2 隔声装置结构设计图

3 隔声装置声学测试

依据上述设计，按照《声学建筑和建筑构件隔声测量第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量》（GB/T 19889.3—2005）的试验方法要求，加工出隔声装置见图3，并对其进行隔声性能测试见图4。隔声装置隔声性能测试结果见表1，隔声性能曲线见图5。

图3 隔声装置实物图

图4 隔声装置测试图

表1 隔声装置隔声性能测试数据

图5 隔声装置隔声性能曲线

从表1和图5中可看出，隔声装置各频段的隔声量均在20dB以上，并在500Hz以上的频段维持在30dB左右。经计算，该装置的计权隔声量为30dB，与隔声罩的隔声性能相当。

4 隔声装置声学仿真分析

在隔声装置研究的基础上，进一步检验隔声装置的降噪效果，利用SoundPLAN软件对未采用隔声装置和采用隔声装置隔声罩的实际降噪效果进行了仿真分析，变压器选用体声源，声压级设定为75dB（A），变压器见图6。

图6 隔声装置降噪效果仿真图

从图6可看出，升高座位置采用隔声装置后，变压器噪声被有效阻隔在隔声罩内无法向外传播，从而保证了隔声罩的整体降噪效果。隔声罩外升高座附近噪声水平见表2。

表2 隔声罩外升高座附近噪声水平仿真结果

从表2中可看出，采用隔声装置后，升高座上方2m区域的噪声值下降了14.7dB（A），说明该隔声装置有效解决了隔声罩与变压器进出线位置的漏声问题，有效提升了隔声罩的降噪效果。

5 结论

针对户外变压器隔声罩，在变压器升高座处，采用三层密封设计的隔声装置，可有效密封隔声罩与升高座之间的缝隙，解决隔声罩与变压器进出线位置的漏声问题，有效提升隔声罩的降噪效果。经检测，该隔声装置计权隔声量达30dB；经仿真，采用隔声装置后，升高座上方2m区域的噪声值下降14.7dB（A）。