室內配電房及變壓器結構傳聲治理研究

彭添生

摘 要：環境污染與治理一直是國際社會關注的熱點問題，而環境振動和噪聲污染問題已被國際環境保護組織協會列為第七大污染。若振動與噪聲問題處理不好，勢必造成居民樓內環境振動和噪聲污染問題，從而影響人民群眾的生活質量。基于此，文章主要對室內配電房及變壓器結構的傳聲治理進行了研究，以期能夠為我國環境噪音處理工作提供參考。

關鍵詞：室內配電房；變壓器結構；傳聲治理設計

據統計，因城市居民小區配電變壓器環境振動與噪聲擾民問題呈快速上升趨勢，并且已經成為電力行業被投訴的熱點問題。配電房是重要的電力樞紐站之一，隨著現代化城市和工農業經濟的發展，城市建設用地越來越緊張，變壓器及配電房等小區變配電設施很多開始安置在居民樓內。然而配電房內各種電氣設備特別是變壓器運行時會產生環境振動和噪聲，不可避免地會對建筑內的居民生活環境和生活品質產生不利影響。

一、配電房噪聲頻率特性及傳播途徑

配電房結構可以看成由棒狀（如梁、柱）和板狀（如側墻、樓板、地板）等基本構件組成，其某一構件受激發力作用產生振動會以彈性波的形式沿該構件傳播出去，在構件與構件聯結的地方，一部分彈性波在界面上反射，另一部分彈性波則通過界面進入相鄰構件，如此這樣在結構中由近及遠的傳遞，使各個構件相應地振動，并進一步向周圍空間輻射再生空氣聲。

（一）噪聲源識別及頻率特性研究

居民住宅小區內引起結構傳聲的固定設備主要有：變壓器、電梯、水粟、空調機、強排風機等設備。電磁噪聲主要由硅鋼片的磁致伸縮和繞組中的電磁力引起的，機械噪聲則是設備振動、冷卻風扇運轉引起的。目前室內變壓器大多為干式變壓器，研究表明干式變壓器噪聲主要是由鐵磁致伸縮引起，鐵心勵磁時，由晶粒間交換作用力引起的桂鋼片尺寸沿磁力線方向伸長、垂直于磁力線方向縮短。該伸縮使得鐵心隨著勵磁頻率和磁通密度的變化而發生周期性的振動，進而產生本體噪聲。

（二）固體噪聲與空氣噪聲傳遞的定性分析

室內運行的各種固定設備都是振源（或噪聲源），通常有振動就有噪聲。對于人體主觀感受來講，振動通過人體觸覺來感知，噪聲通過人體聽覺來獲取；從傳播介質來講，振動與噪聲都可以借助固體介質和流體介質傳播。振動源（或噪聲源）產生噪聲有三種途徑：設備振動通過其表面向空氣中直接福射噪聲，為空氣噪聲；設備振動經由基座傳至結構，通過結構表面向外轄射噪聲，為一次固體聲。

（三）固體噪聲與空氣噪聲傳遞的定量分析

變壓器設備向外界福射噪聲，首先要通過其機座、防護罩向外界傳播固體聲及空氣聲，因此，可以計算在變壓器的機座、防護罩（聲源）的聲強、聲功率，以聲功率數值的大小來甄別噪聲傳播的可能主要途徑。

二、基于雙層隔振的結構傳聲控制研究

配電房傳聲控制一般釆用吸聲、隔聲措施或簡單的單層隔振。其中，在傳播途徑中采用吸聲、隔聲、消聲等措施來降低空氣傳播的噪聲，如在變壓器外加裝隔音箱、隔音棉或變電站及配電房墻壁加一層吸聲板、隔音板是一種可行的選擇。

（一）變壓器整機特性

變壓器主要部件有：鐵心、繞組、冷卻設備，下面將逐一分析其各自的尺寸特性、質量分布、振動方向。

第一，鐵心結構。為了充分利用圓形繞組的內部空間，鐵心通常采用不同標準寬度的桂鋼片疊積而成，其截面形狀接近圓形截面，鐵心振動是由于鐵心片磁致伸縮引起，磁致伸縮變形為沿磁力線方向的伸長或縮短。第二，變壓器繞組。通常變壓器繞組為圓筒形，低壓繞組套裝在鐵心柱上，高壓繞組套裝在低壓繞組外側，高壓繞組外側套裝絕緣筒，且鐵心、低壓繞組、高壓繞組和絕緣筒均為同心橢圓形截面。第三，冷卻設備。風機噪聲主要為葉片旋轉與空氣摩擦造成，風機振動主要為葉片或轉子旋轉造成不平衡力矩，但是由于對稱布置，旋轉方向相對，不造成擾動力矩的疊加，只造成基座槽鋼呈梁式彎曲振動。

（二）雙層隔振系統隔振機理

雙層隔振就是在一次隔振的基礎上再加一層彈簧和阻尼器進行二次隔振，如圖1（a）所示。該系統分為雙層，機器設備本體為上層質量塊，上層質量塊振動產生總是與擾動力方向相反的慣性力，該慣性力被彈簧放大，振動能量衰減增加，傳給下層的擾動力已減小；上層傳至下層的傳遞力成為下層的擾動力，激起中間質量塊振動而產生總是與擾動力方向相反的慣性力，使振動能量再次衰減，傳給基礎的擾動力為。上下兩層之間的矢量關系如圖1（b）所示。

（三）噪聲抑制方法

抑制噪聲和振動的方法主要可以分為三大類：被動控制、振源主動控制和振動抑制。

三、結語

噪聲污染作為環境污染的一類，其對人們的生活也會帶來嚴重的影響。對室內配點房基變壓器結構傳聲治理進行研究，了解其隔離機理，合理選擇變壓器，能夠及時解決噪聲污染問題，為人們生活提供便利條件。

參考文獻：

[1]李鐵楠，胡勝，吳曉文，彭繼文，盧鈴.室內干式配電變壓器噪聲聲場傳播特性及治理[J].湖南電力，2017（02）：15-19.endprint