變電站設(shè)計(jì)中噪音控制系統(tǒng)分析

張 萌 和小波 尚 德

（國網(wǎng)河南省電力公司洛陽供電公司 河南洛陽 471000）

1 引言

變電站有效促進(jìn)了人們生活水平的提高以及城市的發(fā)展，但是我們?nèi)匀徊荒芎鲆曌冸娬驹肼晫χ車h(huán)境的污染問題。近些年我國城市變電站的建設(shè)數(shù)量不斷增加，因而變電站的噪聲污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，居民對變電站噪聲污染的糾紛與投訴經(jīng)常發(fā)生。變電站噪聲污染問題已經(jīng)引起了電力企業(yè)的重視，但是目前我國在變電站的運(yùn)行噪音控制方案以及變電站新建規(guī)劃設(shè)計(jì)的方案中都缺乏有效并科學(xué)的方法，在對變電站噪聲控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)往往具有一定的盲目與隨機(jī)性。本文主要針對基于此現(xiàn)象來探討在變電站設(shè)計(jì)中，如何優(yōu)化噪聲控制系統(tǒng)，以便緩解變電站污染問題，使變電站可以朝著安全、綠色、環(huán)保方向不斷發(fā)展。

2 變電站噪音污染的危害影響

影響變電站工作人員健康的主要因素之一就是噪聲污染。從物理角度來看，噪聲就是在頻率與振幅上呈現(xiàn)無規(guī)律振動(dòng)的一種聲音，從環(huán)境保護(hù)與噪聲污染角度考慮，但凡是影響人們生活、生產(chǎn)的一切聲音都屬于噪音。變電站噪音會(huì)給工作人員以及周圍環(huán)境帶來較大的危害影響，主要體現(xiàn)在：①變電站的噪音會(huì)對人們的聽力產(chǎn)生一定的危害影響，人們?nèi)羰情L期處于高噪音污染的環(huán)境中，就會(huì)導(dǎo)致聽力受損，出現(xiàn)刺耳、耳鳴以及耳聾現(xiàn)象；②變電站噪音會(huì)導(dǎo)致工作人員無法集中注意力工作，出現(xiàn)情緒煩躁、激動(dòng)以及遲鈍現(xiàn)象；③變電站噪音較大時(shí)會(huì)影響工作人員的正常交流與溝通，不利于工作的有序開展；④變電站噪音還會(huì)影響到工作人員及周圍居民的睡眠與休息，長期疲勞作業(yè)不利于變電站的安全運(yùn)行與生產(chǎn)。

3 變電站噪音控制理論與軟件設(shè)計(jì)開發(fā)

3.1 變電站噪音控制的理論知識(shí)

從變電站噪聲傳播的基礎(chǔ)理論可知，變電站的噪音控制一般從三個(gè)層面出發(fā)，分別為被保護(hù)者的控制、噪聲傳播途徑的控制、聲源控制等。變電站的噪音控制技術(shù)主要是根據(jù)吸聲、消聲、隔聲等方法來降低并衰減噪聲對周圍環(huán)境的破壞。衰減噪聲傳播途中的物理作用包括有障礙物屏蔽、地面效應(yīng)、大氣吸收以及幾何發(fā)散等，如圖1。

圖1 聲衰減的主要物理效應(yīng)示意圖

3.2 變電站噪音控制系統(tǒng)的開發(fā)

為了更好實(shí)現(xiàn)控制變電站噪音的目標(biāo)，我們還可以通過建立變電站噪聲控制數(shù)學(xué)模型，研究噪音環(huán)境影響狀況，繼而開發(fā)出一款變電站噪聲控制與環(huán)境噪音仿真分析的系統(tǒng)軟件，開發(fā)此軟件可以便于變電站噪聲污染的治理以及新建變電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)。軟件具備要素：①對變電站內(nèi)部環(huán)境及周圍環(huán)境，可以通過空間、面、線、點(diǎn)等形式來進(jìn)行噪聲的全方位與全方面分析；②變電站噪音對周圍環(huán)境的影響可以結(jié)合三維場景模型的建立，通過聲音、圖像、圖形等多媒體形式輸出與展示；③該軟件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用時(shí)具備操作簡便、計(jì)算準(zhǔn)確、建?？焖俚葍?yōu)勢；④與傳統(tǒng)軟件相比，在優(yōu)化計(jì)算及可視化程度方面得到了較大的改進(jìn)，具有較高的專業(yè)性、技術(shù)性與靈活性，增加了空間平面、噪聲衰減曲線、方案對比，優(yōu)化計(jì)算等功能模塊。軟件在變電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有較高的實(shí)踐價(jià)值，通過前期的預(yù)測與優(yōu)化，可以有效實(shí)現(xiàn)變電站噪音的優(yōu)化控制。

4 變電站設(shè)計(jì)中噪音控制系統(tǒng)分析

在變電站設(shè)計(jì)過程中，優(yōu)化噪音的控制系統(tǒng)主要是把變電站中的聲屏障、敏感點(diǎn)、建筑物、聲源、聲源所處環(huán)境等參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，不斷優(yōu)化噪聲控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，合理的布置變電站，在變電站的前期設(shè)計(jì)中建立有效的噪音控制系統(tǒng)，降低噪音對環(huán)境的污染。

4.1 變電站規(guī)劃設(shè)計(jì)中的噪音控制分析

變電站在建設(shè)之前就需要綜合考慮到噪音污染等多方面因素來進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，從根本上緩解變電站的噪音污染問題，避免在變電站運(yùn)行過程中出現(xiàn)噪聲污染治理。將變電站中建筑物與聲源的位置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)可以有效降低變電站噪音對環(huán)境的污染與破壞，緩解后期變電站噪音控制與處理的難度。

變電站在運(yùn)行過程中的噪音來源主要為變壓器等電力設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大噪聲，嚴(yán)重污染到了周圍的環(huán)境。在變電站噪音控制的治理中，常用的治理措施就是屏蔽法，在噪音聲源位置設(shè)置聲音屏障，以達(dá)到屏蔽噪音的效果。結(jié)合變電站設(shè)計(jì)噪音控制的仿真優(yōu)化軟件可以對比變電站的噪聲控制設(shè)計(jì)方案，結(jié)合多方案比選以及聲屏障高度優(yōu)化等功能，綜合各方面條件選出一個(gè)最佳的噪音控制方案。

4.2 變電站設(shè)計(jì)中噪音控制的具體措施分析

變電站噪音發(fā)生在噪聲源周圍環(huán)境范圍內(nèi)，并且噪音在傳播過程中會(huì)隨著聲屏障等局部環(huán)境條件以及距離的增加而呈現(xiàn)遞減現(xiàn)象。變電站噪音控制的關(guān)鍵方法就是盡可能的從根本上控制噪聲源所發(fā)出的噪聲大小，同時(shí)在噪聲傳播過程中，采取合理布局、個(gè)人防護(hù)、消聲器、隔聲、吸聲、隔振以及阻尼等方法，緩解噪音對耳膜的影響、降低并減弱噪音的振動(dòng)、阻斷噪音的傳播、吸收傳播中的噪音等，從而實(shí)現(xiàn)變電站噪音治理與控制的目的。變電站噪音的控制要綜合多個(gè)因素條件來進(jìn)行。

（1）從聲源上控制變電站的噪音污染：變電站中的噪聲主要來源于主變壓器設(shè)備、輔助設(shè)備以及冷卻裝置等，因此在治理時(shí)要強(qiáng)化對該環(huán)節(jié)的噪聲控制與檢測：①變電站中噪音超標(biāo)檢測區(qū)域要盡可能的避免值班人員的停留，工作人員在采取措施控制處理的過程中要每隔一段時(shí)間就離開休息，同時(shí)還要做好護(hù)耳防護(hù)措施。若是滿足運(yùn)行許可條件時(shí)，還可以暫停風(fēng)扇及部分潛油泵等來降低噪音的影響；②為了從根本上杜絕噪音超標(biāo)污染的情況發(fā)生，在變電站設(shè)備設(shè)計(jì)階段就需要改進(jìn)生產(chǎn)與制造工藝，優(yōu)化電力設(shè)備的設(shè)計(jì)方案，以避免變壓器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)噪聲污染現(xiàn)象。變電站采購部門在訂貨及設(shè)計(jì)選型的時(shí)候，也要綜合各方面條件選擇最合適的產(chǎn)品，并對產(chǎn)品的選用提出噪音控制等方面的技術(shù)要求。而針對變電站中正在運(yùn)行中的主變壓器及其他電氣設(shè)備，在噪音控制方面可以結(jié)合實(shí)際情況采取不同的措施進(jìn)行處理。主變壓器設(shè)備在調(diào)試與檢修時(shí)，要確保風(fēng)扇穩(wěn)定正常的作業(yè)，切勿將外緣部分與風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)部分摩擦、碰撞，避免附加噪音的產(chǎn)生；③變電站中有些房屋以及主控室會(huì)距離變壓器噪聲源較近，為了降低噪音的影響，還可以采用吸音強(qiáng)制、雙層玻璃等措施來有效控制噪音的傳播。

（2）降低變電站高壓設(shè)備的電暈放電噪音：變電站中一些高壓電力設(shè)備會(huì)在運(yùn)行中出現(xiàn)電暈放電現(xiàn)象，電暈放電不僅會(huì)出現(xiàn)電暈損耗、無線電干擾等問題，還會(huì)產(chǎn)生噪音污染。因此為了有效避免電暈放電的噪聲污染問題，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)選型時(shí)要根據(jù)規(guī)范要求與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，另外在設(shè)備制造方面還需要對其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。變電站高壓設(shè)備需要定期運(yùn)行維護(hù)，在此期間要注意檢修與安裝的質(zhì)量，以免出現(xiàn)電暈放電的噪聲污染現(xiàn)象。

（3）為了盡可能的降低變電站的噪音，在設(shè)計(jì)噪音控制系統(tǒng)的時(shí)候，還要考慮到建筑的布局與設(shè)計(jì)。比如變電站若是處于城區(qū)位置，在變壓器的布置上盡可能安置在室內(nèi)環(huán)境中，同時(shí)還要結(jié)合吸聲結(jié)構(gòu)、吸聲材料等布置室內(nèi)墻體，以阻斷噪聲的傳播。有些變電站處于居民區(qū)，當(dāng)設(shè)備噪聲出現(xiàn)嚴(yán)重的超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)，為了降低其對周圍環(huán)境的影響，還可以將聲屏障設(shè)置在變電站及其電力設(shè)備的周圍，通過隔斷噪聲的傳播途徑達(dá)到噪音控制的目的。

5 結(jié)束語

總而言之，變電站在運(yùn)行過程中會(huì)由于多方面的因素條件而產(chǎn)生較為嚴(yán)重的噪音污染，而有效控制變電站噪音污染刻不容緩。想要控制變電站的噪聲，就需要從變電站的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，采取合適的噪聲控制系統(tǒng)，從噪聲的來源進(jìn)行分析，結(jié)合以往檢測數(shù)據(jù)，對比優(yōu)化選擇出最佳的變電站噪音控制方案。變電站噪聲的治理與控制需要從工作人員防護(hù)、吸聲設(shè)計(jì)、隔聲設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)的合理布置、噪聲傳播途徑的阻斷控制、聲源控制等幾個(gè)方面進(jìn)行。我們需要不斷優(yōu)化變電站設(shè)計(jì)中的噪音控制系統(tǒng)，以緩解其對環(huán)境的破壞與影響。

[1]盧儉嫦.城區(qū)全戶內(nèi)變電站通風(fēng)降噪設(shè)計(jì)——以佛山市的110kV東華變電站為例[J].輕工科技，2016，20（7）：23～25.

[2]楊敏.城市戶內(nèi)變電站噪聲聲學(xué)特性分析及其控制技術(shù)[J].東南大學(xué)，2012，01（6）：18～19.