輸變電噪聲污染源分析與防治研究

摘要：隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，輸變電噪聲污染成為日益受關注的環(huán)境問題之一。應結合輸變電噪聲產(chǎn)生特性、來源及降噪的現(xiàn)實需要，科學施策，切實降低輸變電設備噪聲污染，將環(huán)境影響降低到最小，實現(xiàn)噪聲治理工程與人居環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

關鍵詞：輸變電;噪聲污染;防治

Abstract：With the rapid development of the power industry，noise pollution from power transmission and transformation has become one of the environmental issues that are receiving increasing attention. It is necessary to combine the characteristics and sources of transmission and transformation noise generation and the actual needs of noise reduction，and scientifically implement measures to effectively reduce the noise pollution of transmission and transformation equipment， reduce the environmental impact to a minimum，and realize the harmonization of noise control projects and human settlements.

Key words：Power transmission and transformation;Noise pollution;Prevention

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，對電力需求的持續(xù)增加直接推動了我國輸變電工程的擴容，根據(jù)《2019年中國電力供需分析報告》，2019年全國全社會用電量達到7.28萬億-7.41萬億kW·h，較2018年增長5%-7%。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略推進、新一輪農(nóng)網(wǎng)改造、極端氣溫及生活水平的提升，第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)用電需求較為持續(xù)增長，預計“十四五”期間，我國的社會用電量增長率達4%-5%。隨著輸變電工程建設的擴容，隨之而來的環(huán)境噪聲污染問題日益受到關注。本文以某地典型輸變電噪聲檢測為依據(jù)，就輸變電噪聲源、特點進行了深入分析，有針對性地提出了降噪對策。

1 輸變電噪聲源分析

1.1 輸電線路噪聲

風噪聲，則是指輸電線路在風橫向吹過輸電線路時所產(chǎn)生的可聽噪聲，包括桿塔風噪聲、絕緣子串風噪聲和導線風噪聲。導線噪聲主頻率在50-250Hz間，屬低頻噪聲，絕緣子噪聲主頻率通常在400-600Hz間，桿塔風噪聲水平與風速成正比例關系，主頻率則與風速沒有關系。輸電線路帶來的噪聲主要包括電暈噪聲和風噪聲。其中，電暈噪聲是指在帶電運行過程中，以導線為中心線軸的很小半徑區(qū)域存在工頻電場。導線中心線軸周圍分布大量自由電子撞擊能量，隨著工頻電場強度的增大電子撞擊能量就會不斷增大，大量帶電粒子間頻繁彈性碰撞引起局部壓強變化，引起空氣層振動并向周圍傳播，從而產(chǎn)生噪聲。

1.2 換流站（變電站）噪聲

大型換流站噪聲源主要有閥冷設備、交流濾波器場、換流變壓器、平波電抗器等等。其中，換流變壓器、平波電抗器噪聲主要是由于線圈鐵心磁致伸縮振動產(chǎn)生較大電磁噪聲，線圈電磁力導致殼體結構振動產(chǎn)生噪聲。二者的發(fā)聲機理、頻率范圍及聲級強度相同。濾波器中電抗器、電容器產(chǎn)生的電磁噪聲要低于平波電抗器和換流變壓器。

1.3 變電站設備噪聲

變電站噪聲來源主要包括自本體噪聲和輔助設備兩大類。前者，主要是指電壓器在運行過程中發(fā)生的電磁噪聲，冷卻機產(chǎn)生的氣流噪聲和機械噪聲，繞組、油箱壁振動、鐵芯硅鋼片磁致伸縮現(xiàn)象產(chǎn)生的變壓器工作噪聲等。后者，主要是指冷卻風扇及油泵運行過程中發(fā)生的噪聲。

2 輸變電噪聲源特點

2.1 輸電線路噪聲特點

輸電線路風噪聲則主要與輸電線路的對地高度、風向、風速以及導線方式（單導線或分裂導線）密切相關。如，對地高度越高越易造成風噪聲。而輸電線路噪聲是由帶電粒子雜亂無章的碰撞運動所致，因此，輸電線路噪聲呈較寬頻帶，受線高、電壓等級、導線表面光潔度，以及空氣密度和濕度等因素影響較大。

2.2 換流站（變電站）噪聲特點

大型交流站噪聲總體呈典型寬頻特點，也有高壓電容器塔架延長線方向形成強指向性線陣列噪聲源分布特點。噪聲高、頻帶寬，頻譜與強度隨電流負荷變化呈顯著變化特點，因此，大型換流站的環(huán)境噪聲分布強度具有較大的差異性，影響范圍廣，受氣象條件因素影響大。

2.3 變電站設備噪聲特點

變電站設備噪聲屬中低頻噪聲，且具有不穩(wěn)定性，風冷機械產(chǎn)生的噪聲則屬于高頻噪聲。噪聲與噪聲源同步產(chǎn)生、同步停止。

3 輸變電噪聲污染防治對策

3.1 輸電線路噪聲污染防治

風噪聲污染防治舉措主要有：（1）導電風噪聲：主要通過減少卡門旋渦所產(chǎn)生的舉力變動成分降低風噪聲，如采取擾流線螺旋式纏繞導線、選用低風噪聲導線等;（2）絕緣子串風噪聲：在絕緣子間連接處安裝橡膠間隙等風噪聲防治裝置、選用防風噪聲絕緣子材質(zhì)（如改變絕緣子最外褶皺與內(nèi)部褶皺高度）;（3）桿塔風噪聲：選用不銹鋼板或橡膠篩堵住易產(chǎn)生風噪聲的鋼管端部。電暈噪聲污染防治：做好線路設計及設備選型，如選用防暈型金具，采用均壓環(huán)設置，保留設備表面光潔度;運輸、安裝時應避免設備摩擦、擠壓、劃痕，減少電暈放電，降低電暈噪聲。經(jīng)采取相關降噪措施后，某地輸電線路噪聲水平區(qū)間，見表1。

3.2 換流站（變電站）噪聲污染防治

目前，德國西門子公司和瑞典的ABB公司對換流站設備降噪研究頗深，重點是對換流變壓器、平波電抗器等主要噪聲源設備安裝采取隔離、圍墻吸聲設施等。如，在濾波器電抗器外部加裝隔音罩桶吸收噪聲輻射。國內(nèi)就換流站噪聲控制主要采取聲源識別、計算機仿真分析等，研究輻射特性、傳播規(guī)律、復雜聲場疊加及指導性影響等，建立換流站主要設備噪聲源強的聲功率頻譜數(shù)據(jù)庫。經(jīng)采取相關降噪措施后，某地換流站（變電站）噪聲水平區(qū)間，見表2。

3.3 變電站設備噪聲污染防治

變電站設備噪聲控制應從變電站建設之初的規(guī)劃選址、方案必選、主要設備選型、布局調(diào)整，以及相應的噪聲控制措施入手。其中，新建變電站項目應遠離學校、住宅區(qū)、機關單位等噪聲敏感目標;對于建址已經(jīng)選好的變電站，則應從隔聲、消聲優(yōu)化、針對設備噪聲頻譜特點優(yōu)化消聲器選型布局和流道設計，以及選擇吸聲材質(zhì)、隔振裝置利用，加強日常環(huán)境監(jiān)測等，綜合施策，切實做好設備噪聲污染防治。經(jīng)采取相關降噪措施后，某地變電站設備噪聲水平區(qū)間，見表3。

參考文獻

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收稿日期：2020-05-07

作者簡介：胡云云（1983-），男，漢族，本科學歷，助理工程師，研究方向為環(huán)境保護研究。