變電站噪聲測量和治理分析

杜安平

（國網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境噪聲現場測試受外界因素影響比較大，不僅要熟悉所使用的聲級計的技術特性，在測量時還要考慮地理環境、天氣因素等影響，更要合適選擇測量點；分析了變電站的噪區治理應根據噪聲特性、變電站結構及其所處位置、噪聲水平、周圍敏感點等具體情況，采用不同的治理技術；提出了從聲源和傳播途徑等多個方面考慮，確定其結構及噪聲消減量、通風散熱量等，以達到環境噪聲標準的要求。

變電站；噪聲；測量；治理

引言

變電是電力生產的一個重要環節，隨之而衍生的就是變電站這個在電力生產中不可或缺的重要生產場所。在城鎮現代化進程日益加快和用電負荷的攀升，變壓器容量的加大，部分變電站進入了人口較密集區域。

1 變電站噪聲的產生

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，比較難以控制。冷卻裝置、風扇等也會引起噪聲，變電站的噪聲主要來自本體和輔助設備。

1.1 本體的噪聲

主要來自變壓器運行時產生的電磁噪聲.磁致伸縮引起的鐵心振動，使鐵心隨著勵磁電流50Hz的變化而周期性地振動，發出噪聲.另外，負載電流產生的漏磁，引起繞組、油箱壁的振動，產生的噪聲以波的形式向四周傳播。

1.2 輔助設備的噪聲

主要來自冷卻風機、油泵運行時，以及連接部位轉動時的振動產生的噪聲。

變壓器本體振動有時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，加大其輻射的噪聲。

2 變電站噪聲的測量原理及方法

2.1 衡量噪聲強弱、污染輕重的基本物理量為聲壓、聲強、聲功率

因為人們聽覺能夠接收的聲壓或是聲強的變化范圍十分大，相差超過幾萬倍，不便表達，故而采用以常用對數為相對比較的“級”的表述方法，并且分別規定了“聲壓級”、“聲強級”、“聲功率級”的基準值與測量計算的公式。他們的通用計量單位為“分貝”，記作“dB”。在此基礎上，為反映人耳的聽覺特征，增加頻率計權網絡。當前，通過采用的是在測量時間內的能級平均方法，以此為環境噪聲主要的評價量，將其簡稱為等效聲級。測量“聲壓級”的儀器為聲級計，其主要是通過電容傳聲器把聲信號轉變為電信號，然后輸入放大器至計權網絡處理，通過輸出放大最終獲得“聲壓級”。

2.2 測量方法

①圍繞著變電站的四周均勻布點測量聲級值，并卻繪制簡單地形圖；②按照測量各點聲級值、與居民住宅的距離，確定好測量點；③開展定點采樣測量，每間隔5S讀取1個瞬時聲級值，約讀取100個值。

2.3 影響因素

外界環境因素：噪聲的測量收到外界環境因素的影響，這其中有背景因素和天氣的影響。在實際測量時，除了被測聲源所產生的噪聲外，還會有其他噪聲的存在，這種噪聲叫背景噪聲，背景噪聲會影響到測量的準確性。另外，測量時需充分考慮天氣因素，例如：若是在雨、雪天氣進行測量，不僅會損壞儀器，還會影響到測量精確性。由于風吹到傳聲器上，傳聲器的膜片壓力會出現相應變化，以致于產生風噪聲，出現測量誤差。

2.4 測量方法錯誤

測量變電站環境噪聲目的在于衡量變電站對周圍環境所產生的影響，故而若是測量位置選擇不當，則直接影響到測量結果準確性。

2.5 測量儀器應用不當

聲級計電容傳聲器的穩定性好、靈敏度變化少、頻率響應平直。測量時，若是被測聲音小而穩定，但是標記讀數大且跳動，則表明電容傳聲器因為受潮跳火，或是內部不清潔導致跳火；若是顯示聲級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

正確的測量方法是測量點應圍繞整個變電站，布點數目及間距視實際情況而定。有條件的話，測點應選在法定站界外1m，高度1.2m以上的噪聲敏感處。如站界有圍墻，測量點應高于圍墻。若站界與居民住宅相連，站界噪聲無法測量時，測點應選在居室中央，室內限值應比響應標準值低10dB。測點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，開窗狀態下測量。

3.2 減少外界環境因素的影響

變電站運行中，只能盡可能地減少測量過程中背景噪聲的干擾。因此，則兩時間應選擇為22：00～5：00，該時段變電站周圍人、車流等背景噪聲小，聲級值要比待測噪聲聲級值低10dB以上，所測設備聲級不需要再作修正。應用“積分式聲級計”能夠自動測量某一時間段多次出現的突發噪聲。所以，要使測量結果更接近變電站設備的噪聲，還是要采用人工對瞬時聲級值進行統計，去除突發測量值，然后通過公式計算得到一段時間等效聲級。為減少風噪聲的影響，可在電容傳聲器頭上套上多孔泡沫塑料風罩，衰減風噪聲的同時，保證對聲音無衰減作用，從而提高風環境下測量準確性。若是風速超過5.5m/s，需停止測量。

3.3 正確使用聲級計

基于聲級計的電容傳聲器的結構原理，我們在使用時必須十分小心，通常不得將前面的保護柵打開，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，需關閉電源。若是電容傳聲器受潮跳火，或是因為內部不清潔導致跳火時，應將傳聲器放置在50℃的烘箱中干燥2h，若是依舊無法解決，則必須更換傳聲器。針對傳聲器接觸不良的問題，必須重新安裝傳聲器，檢查前置級的頂針和傳聲器接觸是否良好。為了有效保證測量精確性，使用聲級計之前，需使用聲級校準器進行簡單校準。將聲級校準器套在電容傳聲器上，啟動開關后，聲級校準器即會出現1kHz，94dB正弦聲壓，若是聲級計測量到的數值存在偏差，可調節聲級計“校準電位器”，若是全自動聲級計則需運行校準程序加以校準。此種校準并非全面的，因此聲級計、聲級校準器需定期送至相關計量部門進行檢定校準，以保證其準確度，確保測量結果的準確性。

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使用高導磁硅鋼片，通過步進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構，在鐵芯的表面涂抹環氧漆與設置橡皮墊，通過避開共振區的結構設計、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能量。通常，通過變壓器鐵芯振動的控制，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，控制鐵芯振動改造的工作量十分大，控制油箱振動則直接影響到變壓器散熱能力，對定型的變壓器內部結構、材質開展技術處理改造，需停運設備，難度較大，改造花費高。

4.2 風扇機械性噪聲治理

通過監測結果可得，冷卻裝置的噪聲大小存在差異，導致變壓器噪聲變化不一，通常處于3～10dB（A）的范圍內，降低冷卻裝置噪聲措施主要包括以幾點：選用大流量、低揚程的油泵與通風流量大、風壓小的低速風扇（若是條件允許，盡可能采取自冷的方式），出現風扇有軸偏、振動現象時，應及時更換，降低風扇噪聲。

4.3 隔聲罩治理技術

城市市區的變電站通過與周邊居民住宅相距不遠，而變壓器所發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，環境噪聲水平難以達標（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，降噪效果可以達到20～30dB，完全符合環保限值要求。在變壓器的本體外建設隔聲間或是隔聲罩，將散熱器、套管等放置在隔聲罩外（隔聲罩的層面結構與隔聲屏類似）。隔聲罩使用的是型鋼支架，內層使用穿孔防護板，外層為隔聲性能良好的彩鋼板，兩層護板間是吸聲、消聲的材料。隔聲罩固定于變壓器的基礎上，隔聲罩的開孔位置和變壓器導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上，隔聲罩和變壓器導管間不存在硬接觸。為便于變壓器維護、檢修，隔聲罩應用的是拼插組裝結構，拆裝十分方便，不會影響到設備的檢修。

4.4 封閉、半封閉變壓器噪聲治理技術

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通過頂部直達高層居民樓，噪聲影響大。對此，需改用隔聲門，封閉頂部，內敷吸聲材料，并布設消聲通風裝置。若是封閉變壓器高位通風口正對居民樓，則直接影響到居民日常生活，需通風口加裝消聲裝置，并改變通風口的方向。

5 結束語

變電站環境噪聲現場測試受外界因素影響比較大，要提高其準確性，不僅要熟悉所使用的聲級計的技術特性，在測量時還要考慮地理環境、天氣因素等影響，更要合適選擇測量點，盡量避免突外來因素的干擾。變電站的噪區治理應根據噪聲特性、變電站結構及其所處位置、噪聲水平、周圍敏感點等具體情況，采用不同的治理技術。從聲源和傳播途徑等多個方面考慮，根據實際情況進行計算，通過計算選材，確定其結構及噪聲消減量、通風散熱量等，以達到環境噪聲標準的要求。

[1]《工業企業廠界噪聲標準》（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]《城市區域環境噪聲測量方法》（GB/T14623-1993）[S].

[4]《城市區域環境噪聲標準》（GB3096-1993）[S].

TM631

A

1004-7344（2016）24-0087-02

2016-8-7

杜安平（1978-），男，助理工程師，主要從事運行檢修工作。