變電站大功率電氣設備電磁噪聲影響與防治研究

毛坤

（上海恒敬電力科技有限公司，上海 201613）

隨著社會經濟發展速度的不斷提高，電能的利用也得到了不斷的普及。人們在生活和工作中經常會利用各種類型的電器，但是也增加了電磁噪聲，對電氣環境帶來了負面影響。在人們日常工作和生產過程中，電磁噪聲產生的影響較小，但在工業應用過程中，電磁噪聲的影響比較大，電磁噪聲會危害人體健康，導致人們心理上產生不舒服的感覺，還會引發失聰和心腦血管等疾病，甚至會威脅到人們的神經系統。在變電站運行過程中，技術人員需要分析變電站大功率電氣設備電磁噪聲的影響，提出針對性的防治措施。應向工作人員普及電磁噪聲影響的危害性，使其重視防治工作，避免因為電磁噪聲影響到人們的身心健康。

1 分析變電站大功率電氣設備噪聲產生的原因

機械部件和空間容積振動會引發電磁噪聲，噪聲主要分為不同的類型，其中包括低頻率噪聲，低頻率噪聲遞減速度比較慢，此外還包括中高頻率噪聲，這種噪聲遞減速度非常快，因此二者具有較大的差異性。因為電磁噪聲具有較長的聲波波長，在傳播過程中可以穿透障礙物，實現遠距離傳播，最終傳遞到人們的耳朵里［1］。

社會經濟發展水平不斷提高，也逐漸增加了電力需求，因此需要不斷建設變電站。在變電站運行中，大功率電氣設備發揮著重要作用，其使用數量也逐漸增加。在各種因素的影響下，電氣設備運行過程中會產生噪聲，危害到工作人員的身體健康。下面分析變電站大功率電氣設備噪聲影響和成因。

1.1 震動

電氣設備在運行階段會產生不同程度的震動，這種振動也會引發環境地面共振，震動會借由地面向附近的建筑物傳遞，導致建筑物梁體和梁柱隨之發生振動，因此對建筑物造成損害。振動還會影響到建筑內部的人員，通過空氣擾動傳播到人耳中，這里產生的空氣聲就是所謂的電磁噪聲［2］。

1.2 流體運動

變電站大功率電器設備中普遍存在流體，流體在運行過程中將同樣會產生噪聲影響。變電站大功率電氣設備電磁影響會傳入人耳，這些電磁影響會通過建筑的門窗，最終引發出電磁噪聲影響。

2 分析變電站大功率電氣設備電磁噪聲影響的危害性

變電站大功率電氣設備的電磁噪聲不僅會傷害人的生理結構，還會對人的心理造成危害，導致人們產生負面情緒。經過研究發現，如果工作人員長期處于噪聲環境中，將會導致工作人員產生暴躁等負面情緒而無法專注于自身的工作并會引起耳鳴耳痛等問題，還會損傷工作人員的視力。此外，變電站大功率電氣設備產生的電磁噪聲也會危害到工作人員的心腦血管系統，從而影響人體的血糖血脂。因為高頻聽力會導致人體鼓膜受到損傷，所以電磁噪聲也會損傷人的語言聽力［3］。電磁噪聲會損害人體聽覺，導致人體大腦皮層受到刺激，進而影響到內分泌調節功能，使人分泌更多的胰島素［4］，所以變電站工作人員的血糖血脂通常比較高。

3 變電站大功率電氣設備電磁噪聲的防治措施

3.1 傳統噪聲防治措施

變電站工作人員可以利用傳統的噪聲防治措施控制變電站大功率電氣設備的噪音，因為變電站大功率電氣設備噪音主要是來自設備的震動，電氣設備出現振動之后，將會沿著建筑結構廣泛傳播噪音。聲能在建筑結構中可以快速傳播，同時可以在建筑內大量傳播聲能。因此變電站工作人員需要采取針對性的措施，阻斷電磁噪聲的傳播，避免在建筑內大范圍地傳播電磁噪聲［5］。

變電站工作人員需要設置圍護結構，以便有效隔離低頻聲量，因為變電站大功率電氣設備震動可以通過建筑傳遞。如果建筑材料相同，材料質量和厚度等因素將會影響到隔聲效果，因此合理增加材料質量和厚度，可以優化隔音效果。電磁噪聲在實際傳播過程中，如果障礙物的尺寸波長比較小，那么將會引發衍射聲能。變電站工作人員可以利用圍護結構，避免持續性傳播電磁噪聲。例如：某變電站在防治變電站大功率電氣設備電磁噪音的過程中，在室內設置浮筑結構，通過利用剛體減振器和橡膠板條以及橡膠減振器等構建，可以降低電磁噪聲對人體產生負面影響［6］。

通過吸收電磁噪聲也可以降低噪音的影響，變電站工作人員在處理電磁噪聲的過程中可以發揮共振吸聲結構的作用。共振吸聲結構在運行過程中，如果入射聲波頻率和共振吸聲結構運行頻率一致，共振吸聲結構會產生共振效應。此外，一些電磁噪音屬于低頻噪聲，對比高頻聲波，這類電磁噪聲很容易發生共振，有利于發揮共振吸聲結構的作用。

3.2 先進的噪聲防治措施

一些專家針對變電站大功率電氣設備噪聲影響，提出了有源消聲理念。利用聲波消聲方式，可以有效控制和消除噪聲。工作人員需要結合變電站大功率電氣設備噪音聲波震動的幅值，選擇位相相反的聲波，并利用聲波的相消性，就可以有效地控制和消除噪聲。在防治變電站大功率電氣設備電磁噪音的過程中，可以利用有源消聲技術，對比傳統的噪聲防治措施，有源消聲技術能更便利、更高效地防治電磁噪聲。例如：某個變電站的電力變壓器在實際運行階段產生電磁噪聲，嚴重危害變電站工作人員的身心健康，變電站技術人員在電磁噪聲控制階段就可以利用有源消聲技術。技術人員首先需要分析變壓器的電磁噪聲頻譜，然后完善大功率電氣設備電磁噪聲污染的檢測（如圖1所示）。

圖1 系統主要功能模塊結構圖

在設計有源噪聲控制系統的過程中，首先要利用系統結構算法，在選擇技術之前，需要利用前饋控制系統算法，工作人員可以利用FIR濾波器遞歸估計和調整相關數據，落實前饋補償優化。其次要開展反饋補償分析，利用傳感器和前饋補償器傳遞信息，有效補償聲音。最后要優化布放傳感器，分析變電站大功率電氣設備電磁噪聲的傳播速度，從而確定傳感器最佳布放方案。技術人員在控制變壓器電磁噪聲的過程中，利用有源噪聲控制系統，通過系統收集初級聲源信號和誤差信號，降低變壓器產生的電磁噪聲，從而實現電磁噪聲防治。因此，變電站在防治電磁噪聲的過程中，可以推廣利用有源消聲技術，并根據變電站大功率電氣設備運行狀態，設計出有源噪聲控制系統，從而有效地控制電磁噪聲。

4 結論

變電站大功率電氣設備在運行過程中必然會產生電磁噪聲，因此變電站需要采取針對性的控制措施。變電站工作人員需要了解變電站大功率電器設備電磁污染的成因，高度重視電磁污染問題，并根據電磁噪聲的實際情況，合理利用傳統的噪音控制方法，也可以利用先進的有源噪聲控制方法，高效地防治電磁污染，保障工作人員的身心健康，實現變電站的可持續發展。