输变电噪声污染源分析与防治研究

摘要：随着电力行业的快速发展，输变电噪声污染成为日益受关注的环境问题之一。应结合输变电噪声产生特性、来源及降噪的现实需要，科学施策，切实降低输变电设备噪声污染，将环境影响降低到最小，实现噪声治理工程与人居环境协调统一。

关键词：输变电;噪声污染;防治

Abstract：With the rapid development of the power industry，noise pollution from power transmission and transformation has become one of the environmental issues that are receiving increasing attention. It is necessary to combine the characteristics and sources of transmission and transformation noise generation and the actual needs of noise reduction，and scientifically implement measures to effectively reduce the noise pollution of transmission and transformation equipment， reduce the environmental impact to a minimum，and realize the harmonization of noise control projects and human settlements.

Key words：Power transmission and transformation;Noise pollution;Prevention

随着经济社会的快速发展，对电力需求的持续增加直接推动了我国输变电工程的扩容，根据《2019年中国电力供需分析报告》，2019年全国全社会用电量达到7.28万亿-7.41万亿kW·h，较2018年增长5%-7%。随着乡村振兴战略推进、新一轮农网改造、极端气温及生活水平的提升，第一、第二、第三产业用电需求较为持续增长，预计“十四五”期间，我国的社会用电量增长率达4%-5%。随着输变电工程建设的扩容，随之而来的环境噪声污染问题日益受到关注。本文以某地典型输变电噪声检测为依据，就输变电噪声源、特点进行了深入分析，有针对性地提出了降噪对策。

1 输变电噪声源分析

1.1 输电线路噪声

风噪声，则是指输电线路在风横向吹过输电线路时所产生的可听噪声，包括杆塔风噪声、绝缘子串风噪声和导线风噪声。导线噪声主频率在50-250Hz间，属低频噪声，绝缘子噪声主频率通常在400-600Hz间，杆塔风噪声水平与风速成正比例关系，主频率则与风速没有关系。输电线路带来的噪声主要包括电晕噪声和风噪声。其中，电晕噪声是指在带电运行过程中，以导线为中心线轴的很小半径区域存在工频电场。导线中心线轴周围分布大量自由电子撞击能量，随着工频电场强度的增大电子撞击能量就会不断增大，大量带电粒子间频繁弹性碰撞引起局部压强变化，引起空气层振动并向周围传播，从而产生噪声。

1.2 换流站（变电站）噪声

大型换流站噪声源主要有阀冷设备、交流滤波器场、换流变压器、平波电抗器等等。其中，换流变压器、平波电抗器噪声主要是由于线圈铁心磁致伸缩振动产生较大电磁噪声，线圈电磁力导致壳体结构振动产生噪声。二者的发声机理、频率范围及声级强度相同。滤波器中电抗器、电容器产生的电磁噪声要低于平波电抗器和换流变压器。

1.3 变电站设备噪声

变电站噪声来源主要包括自本体噪声和辅助设备两大类。前者，主要是指电压器在运行过程中发生的电磁噪声，冷却机产生的气流噪声和机械噪声，绕组、油箱壁振动、铁芯硅钢片磁致伸缩现象产生的变压器工作噪声等。后者，主要是指冷却风扇及油泵运行过程中发生的噪声。

2 输变电噪声源特点

2.1 输电线路噪声特点

输电线路风噪声则主要与输电线路的对地高度、风向、风速以及导线方式（单导线或分裂导线）密切相关。如，对地高度越高越易造成风噪声。而输电线路噪声是由带电粒子杂乱无章的碰撞运动所致，因此，输电线路噪声呈较宽频带，受线高、电压等级、导线表面光洁度，以及空气密度和湿度等因素影响较大。

2.2 换流站（变电站）噪声特点

大型交流站噪声总体呈典型宽频特点，也有高压电容器塔架延长线方向形成强指向性线阵列噪声源分布特点。噪声高、频带宽，频谱与强度随电流负荷变化呈显著变化特点，因此，大型换流站的环境噪声分布强度具有较大的差异性，影响范围广，受气象条件因素影响大。

2.3 变电站设备噪声特点

变电站设备噪声属中低频噪声，且具有不稳定性，风冷机械产生的噪声则属于高频噪声。噪声与噪声源同步产生、同步停止。

3 输变电噪声污染防治对策

3.1 输电线路噪声污染防治

风噪声污染防治举措主要有：（1）导电风噪声：主要通过减少卡门旋涡所产生的举力变动成分降低风噪声，如采取扰流线螺旋式缠绕导线、选用低风噪声导线等;（2）绝缘子串風噪声：在绝缘子间连接处安装橡胶间隙等风噪声防治装置、选用防风噪声绝缘子材质（如改变绝缘子最外褶皱与内部褶皱高度）;（3）杆塔风噪声：选用不锈钢板或橡胶筛堵住易产生风噪声的钢管端部。电晕噪声污染防治：做好线路设计及设备选型，如选用防晕型金具，采用均压环设置，保留设备表面光洁度;运输、安装时应避免设备摩擦、挤压、划痕，减少电晕放电，降低电晕噪声。经采取相关降噪措施后，某地输电线路噪声水平区间，见表1。

3.2 换流站（变电站）噪声污染防治

目前，德国西门子公司和瑞典的ABB公司对换流站设备降噪研究颇深，重点是对换流变压器、平波电抗器等主要噪声源设备安装采取隔离、围墙吸声设施等。如，在滤波器电抗器外部加装隔音罩桶吸收噪声辐射。国内就换流站噪声控制主要采取声源识别、计算机仿真分析等，研究辐射特性、传播规律、复杂声场叠加及指导性影响等，建立换流站主要设备噪声源强的声功率频谱数据库。经采取相关降噪措施后，某地换流站（变电站）噪声水平区间，见表2。

3.3 变电站设备噪声污染防治

变电站设备噪声控制应从变电站建设之初的规划选址、方案必选、主要设备选型、布局调整，以及相应的噪声控制措施入手。其中，新建变电站项目应远离学校、住宅区、机关单位等噪声敏感目标;对于建址已经选好的变电站，则应从隔声、消声优化、针对设备噪声频谱特点优化消声器选型布局和流道设计，以及选择吸声材质、隔振装置利用，加强日常环境监测等，综合施策，切实做好设备噪声污染防治。经采取相关降噪措施后，某地变电站设备噪声水平区间，见表3。

参考文献

[1]田野，刘磊，候帅.等.输电线路风噪声防治对策研究[J]南方电网技术，2015，9（1）：19-24.

[2]叶永坚，冯立宁，鲁钢.黑龙江电网典型输变电设施噪声水平测查[J]黑龙江电力，2008（5）：385-386.

[3]刘敏，崔亚兵，史斌.变电站噪声污染分析及优化控制[J]电力科技与环保，2019（4）：1-4.

收稿日期：2020-05-07

作者简介：胡云云（1983-），男，汉族，本科学历，助理工程师，研究方向为环境保护研究。