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                                                  如何治理設備噪聲?【變電站篇】

                                                  發布日期:2021-10-11 13:28瀏覽次數:
                                                  變電站噪聲產生原因

                                                  變電站噪聲一般源于站內變壓器、電抗器、通風風機等。

                                                  變壓器本體造成的噪聲大部分來自于: ①其內部硅鋼片由于磁致伸縮問題使鐵芯出現周期性振動,從而產生噪聲 ; ②當電流通過,其繞組線圈上電磁力由于漏磁隨時間發生變化而發出振動噪聲。類似于變壓器原理,電抗器鐵芯也會因磁導致伸縮及繞組線圈振動而發出噪音。此外,通風風機由于扇葉旋轉造成空氣動力性噪聲,電機或其他零部件在運行時產生機械性噪聲 。

                                                  變電站噪聲危害

                                                  當人長時間身處于噪聲環境,身體健康會產生極大的損害,可出現頭痛、聽力下降、睡眠不良、記憶力降低、心率加快、食欲不振、視力減退等生理性損傷,乃至引起病理性損害,對聽力系統、神經系統、內分泌系統、心血管系統、視覺器官、消化系統均有所影響。 對于值班人員則有著更大的危害,除了作業于變電站噪聲環境中遭受的全身性傷害,還會干擾值班人員語言交流,降低工作效率,甚至造成意外事故,易對安全生產造成隱患。

                                                  變電站降噪措施

                                                  變電站降噪主要從以下兩個部分進行 : 一、降低變壓器本身的噪聲。 二、在周邊布置阻斷隔離噪聲傳播途徑的措施。

                                                  針對已選用或更換了低噪聲設備,同時已實現了優良布局的變電站,可通過后者實現更完備的噪聲治理。 基于噪聲傳播途徑的降噪方式 隔聲 隔聲方式,指使用隔聲屏、隔聲罩或設立隔聲室,阻斷噪聲在空氣中的傳播途徑以進行噪聲治理。 對于室外變電站,常用布置隔聲屏的方式實現降噪,降噪量是由噪聲在隔聲屏上發生反射、透射、散射以及衍射等情況所決定,由相關研究可知,隔聲屏能夠實現 5~15dB 的噪音降低。 室內變電站除了采用本體與冷卻裝置分體布置等方式,阻斷噪聲傳播途徑也尤為重要。 相比使用隔聲屏,使用隔聲罩或設立隔聲室這兩類途徑全面封閉噪音產生設備,實現噪聲治理,因此將變壓器置于隔聲室內能夠實現更好的降噪結果。 此外,變電站還常將隔音罩應用于通風風機的降噪等。

                                                  吸聲

                                                  吸聲方式,指采用合適材料或結構消耗噪音通過此材料的聲能,完成降噪。 經研究,穿過吸聲材料后由介質損耗產生的降噪量約 3~8dB。由于隔聲方式反射噪聲可能會造成噪聲在某一方向的進一步疊加,同時噪聲繞過隔聲屏同樣會對環境造成噪聲污染,吸聲材料通過摩擦釋放熱能等方式減弱噪音聲波,會產生更好的噪聲處理效果。 綜合隔聲和吸聲方式,建設密閉的吸隔聲室布置變壓器,并使用由多孔板、吸聲棉和鋼板等材料組合制造的高強度吸聲材料作為墻體,從噪聲產生的源頭采取措施,通過屏蔽、吸收雙重方式削弱聲波,是現如今變電站變壓器降噪的主要措施之一。

                                                  消聲

                                                  消聲方式,指對于噪聲傳播空氣管道,利用原理為鋪設吸聲材料及改變管道橫截面等方式的消音設備降低、反射聲波,達到排氣管道內的降噪效果。 對于傳統風機的進氣管道,通常采用通風消聲百葉窗,其降噪量達 5~15dB ;對于傳統出風管道輻射的噪聲,使用消音器后降噪量可達 15~30dB。 此外,對于通風冷卻風機,采用低噪聲離心式箱體風機加消音箱的措施能夠更有效地衰減噪聲。而利用阻抗復合式消聲器,結合了阻性式消聲器利用吸聲材料在通風管道內規律排列摩擦生熱消耗噪聲波和抗性式消聲器通過截面突變進行聲波頻率篩選從而濾波的雙重優勢,實現對變壓器和風機噪聲傳播途徑阻礙的有效降噪。

                                                  隔振

                                                  隔振方式,指在易因振動而產生噪聲的變壓器、電抗器、通風風機等設施下,布置特殊的彈性設備實現振動緩沖。 目前普遍采用的裝置包括天然或人造橡膠隔振墊、金屬彈簧隔振器、鋼絲繩減振器以及近年來研發的高分子化合物粘彈性材料隔振器等。

                                                  隔音屏障工作原理

                                                  根據《聲屏障設計與測量規范》HJ/T90-2004 的規定 :噪聲源產生的噪聲波在傳播途徑中遇到隔聲屏障的阻礙后,主要會以以下三種方式發散:繞過聲屏障邊緣繼續向其后側傳播 ;直接穿過聲屏障,但聲波能量會大幅衰減 ;到達聲屏障表面后直接反射。 針對已建成的大型露天變電站,布置隔聲屏阻礙噪聲聲波傳播途徑得到了廣泛應用。

                                                  小貼士:隔聲屏安裝的地點和方式,隔聲屏的結構、材料和大小,均需基于工程師對變電站整體噪聲特性、噪聲分布及變電站結構的實地監測與分析獲得。此外,這一方法對波長較短的中高頻噪聲更為適宜,可實現 10~15dB 降噪量。

                                                  吸聲材料

                                                  吸聲材料類型眾多,各類型材質擁有其特定功能,基于變電站噪聲特性與環境條件,現如今得到廣泛應用的傳統吸聲材料包括多孔結構及共振結構吸聲材料兩大類。 當噪聲傳播至多孔吸聲材料,部分到達結構外側即被反射,部分經表面細孔進入內部,之后由于在孔間縫隙的傳遞摩擦和磁滯阻力作用而衰減,聲能轉化為熱能而被吸收消耗。其中,鋁纖維材料吸聲板厚度小,質輕,后背壁面存在空腔組成的吸聲結構,結構簡單且耐用。

                                                  聚酯纖維吸聲棉在噪音聲波入射時,無機填充物與基體雖復合但應對能力相異,二者摩擦消耗能量,吸聲性能優良且防水防潮。陶瓷纖維板質地堅硬,強度高,高溫環境下特性依舊穩定。而共振吸聲材料是當噪聲聲波頻率與共振結構自振頻率一致造成共振現象,產生能量損耗來降噪,其強度高、聲學性能易于控制。 多孔結構在中高頻率范圍的降噪效果較好,而對于中低頻率范圍噪聲則為共振結構效果較好。 此外,各類型材料對外界環境的要求各異,在變電站室內對散熱或防火性能要求更高,室外則要求應對各類惡劣天氣條件的性能更佳,同時還需考慮環保等要求。

                                                  總結

                                                  變電站作為我國電網重要組成部分,其降噪技術研究不僅針對變電站值班人員及周邊群眾的身體健康,保證值班人員可以身處適宜的作業條件,周邊群眾可以維持正常的生產生活,還能夠間接維護社會和諧穩定,保證電網正常發展建設。而為了實現更好的降噪效果并降低變電站降噪成本,以下問題依舊是值得被研究的方向。 進一步提升降噪材料性能 變電站噪聲處理材料的可選類型眾多,這些材料各自特性不同,但不能保證滿足各特征應用環境的需求,依舊存在強度不足、高溫環境下性能不佳的問題。 如何彌補材料自身缺陷或研發新材料以滿足變電站的降噪需求依舊是研究的方向。 降噪材料選擇廢棄資源再利用 在國家高度重視可持續發展的大環境與要求下,工業廢棄材料是否可再利用于變電站降噪材料的制造中成為了現今許多研究人員的研究方向。 工業固體廢棄物再生產可以更好的實現廢棄資源的二次利用,從而避免二次污染或廢物堆積以及處理后引起的不必要的環境污染。
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