變電站大功率電氣設(shè)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(jīng)濟發(fā)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(jīng)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(huán)境帶來了負(fù)面影響。在人們?nèi)粘９ぷ骱蜕a(chǎn)過程中，電磁噪聲產(chǎn)生的影響較小，但在工業(yè)應(yīng)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(dǎo)致人們心理上產(chǎn)生不舒服的感覺，還會引發(fā)失聰和心腦血管等疾病，甚至?xí){到人們的神經(jīng)系統(tǒng)。在變電站運行過程中，技術(shù)人員需要分析變電站大功率電氣設(shè)備電磁噪聲的影響，提出針對性的防治措施。應(yīng)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(shè)備噪聲產(chǎn)生的原因

機械部件和空間容積振動會引發(fā)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?？?，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(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播，最終傳遞到人們的耳朵里［1］。

社會經(jīng)濟發(fā)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(shè)變電站。在變電站運行中，大功率電氣設(shè)備發(fā)揮著重要作用，其使用數(shù)量也逐漸增加。在各種因素的影響下，電氣設(shè)備運行過程中會產(chǎn)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(shè)備噪聲影響和成因。

1.1 震動

電氣設(shè)備在運行階段會產(chǎn)生不同程度的震動，這種振動也會引發(fā)環(huán)境地面共振，震動會借由地面向附近的建筑物傳遞，導(dǎo)致建筑物梁體和梁柱隨之發(fā)生振動，因此對建筑物造成損害。振動還會影響到建筑內(nèi)部的人員，通過空氣擾動傳播到人耳中，這里產(chǎn)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(shè)備中普遍存在流體，流體在運行過程中將同樣會產(chǎn)生噪聲影響。變電站大功率電氣設(shè)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(fā)出電磁噪聲影響。

2 分析變電站大功率電氣設(shè)備電磁噪聲影響的危害性

變電站大功率電氣設(shè)備的電磁噪聲不僅會傷害人的生理結(jié)構(gòu)，還會對人的心理造成危害，導(dǎo)致人們產(chǎn)生負(fù)面情緒。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，如果工作人員長期處于噪聲環(huán)境中，將會導(dǎo)致工作人員產(chǎn)生暴躁等負(fù)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(shè)備產(chǎn)生的電磁噪聲也會危害到工作人員的心腦血管系統(tǒng)，從而影響人體的血糖血脂。因為高頻聽力會導(dǎo)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(dǎo)致人體大腦皮層受到刺激，進(jìn)而影響到內(nèi)分泌調(diào)節(jié)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(shè)備電磁噪聲的防治措施

3.1 傳統(tǒng)噪聲防治措施

變電站工作人員可以利用傳統(tǒng)的噪聲防治措施控制變電站大功率電氣設(shè)備的噪音，因為變電站大功率電氣設(shè)備噪音主要是來自設(shè)備的震動，電氣設(shè)備出現(xiàn)振動之后，將會沿著建筑結(jié)構(gòu)廣泛傳播噪音。聲能在建筑結(jié)構(gòu)中可以快速傳播，同時可以在建筑內(nèi)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(nèi)大范圍地傳播電磁噪聲［5］。

變電站工作人員需要設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)，以便有效隔離低頻聲量，因為變電站大功率電氣設(shè)備震動可以通過建筑傳遞。如果建筑材料相同，材料質(zhì)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(zhì)量和厚度，可以優(yōu)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(fā)衍射聲能。變電站工作人員可以利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)，避免持續(xù)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(shè)備電磁噪音的過程中，在室內(nèi)設(shè)置浮筑結(jié)構(gòu)，通過利用剛體減振器和橡膠板條以及橡膠減振器等構(gòu)建，可以降低電磁噪聲對人體產(chǎn)生負(fù)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(fā)揮共振吸聲結(jié)構(gòu)的作用。共振吸聲結(jié)構(gòu)在運行過程中，如果入射聲波頻率和共振吸聲結(jié)構(gòu)運行頻率一致，共振吸聲結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生共振效應(yīng)。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(fā)生共振，有利于發(fā)揮共振吸聲結(jié)構(gòu)的作用。

3.2 先進(jìn)的噪聲防治措施

一些專家針對變電站大功率電氣設(shè)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(jié)合變電站大功率電氣設(shè)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(shè)備電磁噪音的過程中，可以利用有源消聲技術(shù)，對比傳統(tǒng)的噪聲防治措施，有源消聲技術(shù)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(chǎn)生電磁噪聲，嚴(yán)重危害變電站工作人員的身心健康，變電站技術(shù)人員在電磁噪聲控制階段就可以利用有源消聲技術(shù)。技術(shù)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(shè)備電磁噪聲污染的檢測（如圖1所示）。

圖1 系統(tǒng)主要功能模塊結(jié)構(gòu)圖

在設(shè)計有源噪聲控制系統(tǒng)的過程中，首先要利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)算法，在選擇技術(shù)之前，需要利用前饋控制系統(tǒng)算法，工作人員可以利用FIR濾波器遞歸估計和調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)，落實前饋補償優(yōu)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(yōu)化布放傳感器，分析變電站大功率電氣設(shè)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(shù)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(tǒng)，通過系統(tǒng)收集初級聲源信號和誤差信號，降低變壓器產(chǎn)生的電磁噪聲，從而實現(xiàn)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(shù)，并根據(jù)變電站大功率電氣設(shè)備運行狀態(tài)，設(shè)計出有源噪聲控制系統(tǒng)，從而有效地控制電磁噪聲。

4 結(jié)論

變電站大功率電氣設(shè)備在運行過程中必然會產(chǎn)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(shè)備電磁污染的成因，高度重視電磁污染問題，并根據(jù)電磁噪聲的實際情況，合理利用傳統(tǒng)的噪音控制方法，也可以利用先進(jìn)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(xiàn)變電站的可持續(xù)發(fā)展。