杜安平

（國網(wǎng)湖南省電力公司東安縣供電分公司湖南永州425900）

變電站噪聲測量和治理分析

杜安平

（國網(wǎng)湖南省電力公司東安縣供電分公司湖南永州425900）

本文簡要闡述了變電站環(huán)境噪聲現(xiàn)場測試受外界因素影響比較大，不僅要熟悉所使用的聲級(jí)計(jì)的技術(shù)特性，在測量時(shí)還要考慮地理環(huán)境、天氣因素等影響，更要合適選擇測量點(diǎn)；分析了變電站的噪?yún)^(qū)治理應(yīng)根據(jù)噪聲特性、變電站結(jié)構(gòu)及其所處位置、噪聲水平、周圍敏感點(diǎn)等具體情況，采用不同的治理技術(shù)；提出了從聲源和傳播途徑等多個(gè)方面考慮，確定其結(jié)構(gòu)及噪聲消減量、通風(fēng)散熱量等，以達(dá)到環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求。

變電站；噪聲；測量；治理

引言

變電是電力生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，隨之而衍生的就是變電站這個(gè)在電力生產(chǎn)中不可或缺的重要生產(chǎn)場所。在城鎮(zhèn)現(xiàn)代化進(jìn)程日益加快和用電負(fù)荷的攀升，變壓器容量的加大，部分變電站進(jìn)入了人口較密集區(qū)域。

1 變電站噪聲的產(chǎn)生

變電站的固定噪聲源主要是變壓器。變壓器的本體噪聲主要是由硅鋼片的磁致伸縮和器體上的電磁力引起的[2]。這種噪聲頻率低，衰減慢，傳播遠(yuǎn)，比較難以控制。冷卻裝置、風(fēng)扇等也會(huì)引起噪聲，變電站的噪聲主要來自本體和輔助設(shè)備。

1.1 本體的噪聲

主要來自變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁噪聲.磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)，使鐵心隨著勵(lì)磁電流50Hz的變化而周期性地振動(dòng)，發(fā)出噪聲.另外，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁，引起繞組、油箱壁的振動(dòng)，產(chǎn)生的噪聲以波的形式向四周傳播。

1.2 輔助設(shè)備的噪聲

主要來自冷卻風(fēng)機(jī)、油泵運(yùn)行時(shí)，以及連接部位轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。

變壓器本體振動(dòng)有時(shí)也可能通過變壓器油管、接頭及裝配零件等傳遞給冷卻器，加劇其振動(dòng)，加大其輻射的噪聲。

2 變電站噪聲的測量原理及方法

2.1 衡量噪聲強(qiáng)弱、污染輕重的基本物理量為聲壓、聲強(qiáng)、聲功率

因?yàn)槿藗兟犛X能夠接收的聲壓或是聲強(qiáng)的變化范圍十分大，相差超過幾萬倍，不便表達(dá)，故而采用以常用對(duì)數(shù)為相對(duì)比較的“級(jí)”的表述方法，并且分別規(guī)定了“聲壓級(jí)”、“聲強(qiáng)級(jí)”、“聲功率級(jí)”的基準(zhǔn)值與測量計(jì)算的公式。他們的通用計(jì)量單位為“分貝”，記作“dB”。在此基礎(chǔ)上，為反映人耳的聽覺特征，增加頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，通過采用的是在測量時(shí)間內(nèi)的能級(jí)平均方法，以此為環(huán)境噪聲主要的評(píng)價(jià)量，將其簡稱為等效聲級(jí)。測量“聲壓級(jí)”的儀器為聲級(jí)計(jì)，其主要是通過電容傳聲器把聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后輸入放大器至計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)處理，通過輸出放大最終獲得“聲壓級(jí)”。

2.2 測量方法

①圍繞著變電站的四周均勻布點(diǎn)測量聲級(jí)值，并卻繪制簡單地形圖；②按照測量各點(diǎn)聲級(jí)值、與居民住宅的距離，確定好測量點(diǎn)；③開展定點(diǎn)采樣測量，每間隔5S讀取1個(gè)瞬時(shí)聲級(jí)值，約讀取100個(gè)值。

2.3 影響因素

外界環(huán)境因素：噪聲的測量收到外界環(huán)境因素的影響，這其中有背景因素和天氣的影響。在實(shí)際測量時(shí)，除了被測聲源所產(chǎn)生的噪聲外，還會(huì)有其他噪聲的存在，這種噪聲叫背景噪聲，背景噪聲會(huì)影響到測量的準(zhǔn)確性。另外，測量時(shí)需充分考慮天氣因素，例如：若是在雨、雪天氣進(jìn)行測量，不僅會(huì)損壞儀器，還會(huì)影響到測量精確性。由于風(fēng)吹到傳聲器上，傳聲器的膜片壓力會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)變化，以致于產(chǎn)生風(fēng)噪聲，出現(xiàn)測量誤差。

2.4 測量方法錯(cuò)誤

測量變電站環(huán)境噪聲目的在于衡量變電站對(duì)周圍環(huán)境所產(chǎn)生的影響，故而若是測量位置選擇不當(dāng)，則直接影響到測量結(jié)果準(zhǔn)確性。

2.5 測量儀器應(yīng)用不當(dāng)

聲級(jí)計(jì)電容傳聲器的穩(wěn)定性好、靈敏度變化少、頻率響應(yīng)平直。測量時(shí)，若是被測聲音小而穩(wěn)定，但是標(biāo)記讀數(shù)大且跳動(dòng)，則表明電容傳聲器因?yàn)槭艹碧?，或是?nèi)部不清潔導(dǎo)致跳火；若是顯示聲級(jí)值總是處于顯示量程上限或是下限，則表明傳聲器可能存在接觸不良的問題。

3 解決測量噪聲的一些處理辦法

3.1 正確選擇測量地點(diǎn)

正確的測量方法是測量點(diǎn)應(yīng)圍繞整個(gè)變電站，布點(diǎn)數(shù)目及間距視實(shí)際情況而定。有條件的話，測點(diǎn)應(yīng)選在法定站界外1m，高度1.2m以上的噪聲敏感處。如站界有圍墻，測量點(diǎn)應(yīng)高于圍墻。若站界與居民住宅相連，站界噪聲無法測量時(shí)，測點(diǎn)應(yīng)選在居室中央，室內(nèi)限值應(yīng)比響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值低10dB。測點(diǎn)距墻面和其他主要反射面不小于1m，距地板1.2～1.5m，離窗戶約1.5m，開窗狀態(tài)下測量。

3.2 減少外界環(huán)境因素的影響

變電站運(yùn)行中，只能盡可能地減少測量過程中背景噪聲的干擾。因此，則兩時(shí)間應(yīng)選擇為22：00～5：00，該時(shí)段變電站周圍人、車流等背景噪聲小，聲級(jí)值要比待測噪聲聲級(jí)值低10dB以上，所測設(shè)備聲級(jí)不需要再作修正。應(yīng)用“積分式聲級(jí)計(jì)”能夠自動(dòng)測量某一時(shí)間段多次出現(xiàn)的突發(fā)噪聲。所以，要使測量結(jié)果更接近變電站設(shè)備的噪聲，還是要采用人工對(duì)瞬時(shí)聲級(jí)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，去除突發(fā)測量值，然后通過公式計(jì)算得到一段時(shí)間等效聲級(jí)。為減少風(fēng)噪聲的影響，可在電容傳聲器頭上套上多孔泡沫塑料風(fēng)罩，衰減風(fēng)噪聲的同時(shí)，保證對(duì)聲音無衰減作用，從而提高風(fēng)環(huán)境下測量準(zhǔn)確性。若是風(fēng)速超過5.5m/s，需停止測量。

3.3 正確使用聲級(jí)計(jì)

基于聲級(jí)計(jì)的電容傳聲器的結(jié)構(gòu)原理，我們?cè)谑褂脮r(shí)必須十分小心，通常不得將前面的保護(hù)柵打開，禁止直接用手或是其它東西觸碰膜片。若是膜片上粘有污物，可使用軟毛刷蘸無水酒精將其擦去。在裝卸電容傳聲器時(shí)，需關(guān)閉電源。若是電容傳聲器受潮跳火，或是因?yàn)閮?nèi)部不清潔導(dǎo)致跳火時(shí)，應(yīng)將傳聲器放置在50℃的烘箱中干燥2h，若是依舊無法解決，則必須更換傳聲器。針對(duì)傳聲器接觸不良的問題，必須重新安裝傳聲器，檢查前置級(jí)的頂針和傳聲器接觸是否良好。為了有效保證測量精確性，使用聲級(jí)計(jì)之前，需使用聲級(jí)校準(zhǔn)器進(jìn)行簡單校準(zhǔn)。將聲級(jí)校準(zhǔn)器套在電容傳聲器上，啟動(dòng)開關(guān)后，聲級(jí)校準(zhǔn)器即會(huì)出現(xiàn)1kHz，94dB正弦聲壓，若是聲級(jí)計(jì)測量到的數(shù)值存在偏差，可調(diào)節(jié)聲級(jí)計(jì)“校準(zhǔn)電位器”，若是全自動(dòng)聲級(jí)計(jì)則需運(yùn)行校準(zhǔn)程序加以校準(zhǔn)。此種校準(zhǔn)并非全面的，因此聲級(jí)計(jì)、聲級(jí)校準(zhǔn)器需定期送至相關(guān)計(jì)量部門進(jìn)行檢定校準(zhǔn)，以保證其準(zhǔn)確度，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 噪聲治理方案

4.1 電磁性噪聲治理

變壓器本身降噪，主要可以采取兩種措施：①使用高導(dǎo)磁硅鋼片，通過步進(jìn)搭接工藝令磁致伸縮減小，降低鐵芯工作磁密；②完善鐵芯與引線夾持結(jié)構(gòu)，在鐵芯的表面涂抹環(huán)氧漆與設(shè)置橡皮墊，通過避開共振區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、增加油箱箱壁厚度、加固油箱及其附件，減緩、吸收磁致伸縮生成的振動(dòng)能量。通常，通過變壓器鐵芯振動(dòng)的控制，可令變壓器的本體噪聲降低約3～5dB（A）；通過變壓器油箱振動(dòng)控制與隔、吸聲措施，可令變壓器的本體噪聲降低約5～10dB（A）。但是，控制鐵芯振動(dòng)改造的工作量十分大，控制油箱振動(dòng)則直接影響到變壓器散熱能力，對(duì)定型的變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材質(zhì)開展技術(shù)處理改造，需停運(yùn)設(shè)備，難度較大，改造花費(fèi)高。

4.2 風(fēng)扇機(jī)械性噪聲治理

通過監(jiān)測結(jié)果可得，冷卻裝置的噪聲大小存在差異，導(dǎo)致變壓器噪聲變化不一，通常處于3～10dB（A）的范圍內(nèi)，降低冷卻裝置噪聲措施主要包括以幾點(diǎn)：選用大流量、低揚(yáng)程的油泵與通風(fēng)流量大、風(fēng)壓小的低速風(fēng)扇（若是條件允許，盡可能采取自冷的方式），出現(xiàn)風(fēng)扇有軸偏、振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，降低風(fēng)扇噪聲。

4.3 隔聲罩治理技術(shù)

城市市區(qū)的變電站通過與周邊居民住宅相距不遠(yuǎn)，而變壓器所發(fā)出的低頻噪聲隨著距離增加衰減的速度較慢，因此隔聲治理效果較差，環(huán)境噪聲水平難以達(dá)標(biāo)（限值為45～50dB）。如果使用集中散熱的方式，把變壓器的本體封閉在隔聲間或是隔聲罩中，降噪效果可以達(dá)到20～30dB，完全符合環(huán)保限值要求。在變壓器的本體外建設(shè)隔聲間或是隔聲罩，將散熱器、套管等放置在隔聲罩外（隔聲罩的層面結(jié)構(gòu)與隔聲屏類似）。隔聲罩使用的是型鋼支架，內(nèi)層使用穿孔防護(hù)板，外層為隔聲性能良好的彩鋼板，兩層護(hù)板間是吸聲、消聲的材料。隔聲罩固定于變壓器的基礎(chǔ)上，隔聲罩的開孔位置和變壓器導(dǎo)管間空隙通過高溫軟橡膠加以填封，隔聲罩固定于變壓器基礎(chǔ)上，隔聲罩和變壓器導(dǎo)管間不存在硬接觸。為便于變壓器維護(hù)、檢修，隔聲罩應(yīng)用的是拼插組裝結(jié)構(gòu)，拆裝十分方便，不會(huì)影響到設(shè)備的檢修。

4.4 封閉、半封閉變壓器噪聲治理技術(shù)

四周封閉、頂部開放的變壓器，其四周的門為普通鐵門，縫隙多，密封性較差，隔聲量小，頂部開放變壓器噪聲則會(huì)通過頂部直達(dá)高層居民樓，噪聲影響大。對(duì)此，需改用隔聲門，封閉頂部，內(nèi)敷吸聲材料，并布設(shè)消聲通風(fēng)裝置。若是封閉變壓器高位通風(fēng)口正對(duì)居民樓，則直接影響到居民日常生活，需通風(fēng)口加裝消聲裝置，并改變通風(fēng)口的方向。

5 結(jié)束語

變電站環(huán)境噪聲現(xiàn)場測試受外界因素影響比較大，要提高其準(zhǔn)確性，不僅要熟悉所使用的聲級(jí)計(jì)的技術(shù)特性，在測量時(shí)還要考慮地理環(huán)境、天氣因素等影響，更要合適選擇測量點(diǎn)，盡量避免突外來因素的干擾。變電站的噪?yún)^(qū)治理應(yīng)根據(jù)噪聲特性、變電站結(jié)構(gòu)及其所處位置、噪聲水平、周圍敏感點(diǎn)等具體情況，采用不同的治理技術(shù)。從聲源和傳播途徑等多個(gè)方面考慮，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算選材，確定其結(jié)構(gòu)及噪聲消減量、通風(fēng)散熱量等，以達(dá)到環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求。

[1]《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-90）[S].

[2]袁聰波，黃家彬.變電站噪聲分析及治理[J].上海電力，2002（4）：59～61.

[3]《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量方法》（GB/T14623-1993）[S].

[4]《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-1993）[S].

TM631

A

1004-7344（2016）24-0087-02

2016-8-7

杜安平（1978-），男，助理工程師，主要從事運(yùn)行檢修工作。