變電站電暈噪聲的治理措施

蘭碧海，孟 超

（山西省電力公司送變電工程公司，山西 太原 030006）

1 電力變電站的噪聲分析

變電站系統共分6個等級，1 000 kV、500 kV、220 kV、110 kV、35 kV及10 kV配變電站。變電站的類型多種多樣，有露天站、室內站、半室內站。220 kV變電站深入市區，其中以35 kV變電站及線路構成了城區供電的主網架。為加強對變電站噪聲的控制，山西省送變電工程公司單位技術人員主要針對500 kV變電站進行了噪音測試，本次共測試了5個500 kV變電站，從測試結果來看，變電站產生噪聲的聲源主要來自母線、金具，特別是上層軟母線、管母線、以及一次設備連接金具部分，其噪聲值大多在70 dB(A)以上，最高達到88 dB(A)。由此可見，降低變電站內產生的電暈噪聲主要是通過控制導體與金具[1]。

2 電暈噪聲治理措施

2.1 導體制造、包裝、運輸等方面采取的措施

2.1.1 導體制作

導體的絞制設備應配有良好的預成型裝置，絞合后所有單線應自然地處于各自位置，當切斷時，各線端應保持在原位或容易用手復位；鋼芯或者經部分絞合的半成品和待絞合的線股在整個絞合過程中將保持同樣的溫度。導體表面不應有肉眼可見的缺陷，如明顯的劃痕、壓痕等，并不得有與良好的成品不相稱的任何缺陷。

2.1.2 導體包裝

所有對導體的包裝應符合最新的國家標準或行業推薦標準的要求，應提供結實的鋼木線盤有加固鋼骨架的鋼木結構線盤，具有良好的防震、防銹、防盜等保護措施，線盤應使得導體在運輸、儲存、裝卸以及在現場放線操作免于一切損傷。絞線盤外層包裝應有能防止絞線磨損、碰撞等的措施。使用的包裝材料應具有化學穩定性，在任何時候均不應傷害導、地線。

2.1.3 導體運輸

線軸吊裝應采取措施使線軸不變形，不碰撞；采用專用線盤的導線線軸，需采用專用吊具。運送線軸前，應對道路狀況進行調查，必要時進行修整，路況不良不得強行通過。線軸運輸時，線軸要立放并且支墊牢固，支墊物不可接觸導線。輪緣上均有標記，以標明在裝運期間纜盤滾動方向，同時可防止纜盤上的纜松散。

2.2 針對不同電壓等級對導體的設計要求

2.2.1 750 kV配電裝置內導體

對于站址海拔高度不超過2 000 m的地區，750 kV配電裝置內導體宜采用如下型式。

a）配電裝置內母線應滿足穿越功率要求的載流要求，應選用單根直徑不小于71 mm的雙分裂導線。

b）配電裝置內跨線應選用單根直徑不小于71 mm的雙分裂導線。

c）配電裝置內設備間連線應選用直徑不小于200 mm的管形導體。

d）配電裝置內引下線，包括各回進出線進串的引下線以及進出線電壓互感器、避雷器與本回路進出線之間的連線，應選用單根直徑不小于71 mm的雙分裂導線。

對于站址海拔高度超過2 000 m的地區，750 kV配電裝置宜采用屋外氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）配電裝置，同時配電裝置內導體宜采用如下型式。

a）配電裝置主變進線跨線以及從主變套管和GIS出線套管引出至跨線和線路的連線選用4分裂導線，具體導線型式應根據工程條件校驗后選取。

b）配電裝置內進出線電壓互感器、避雷器與本回路進出線之間的連線選用4分裂導線，具體導線型式應根據工程條件校驗后選取。

配電裝置內設備間連線應選用直徑不小于200 mm的管形導體[2]。

2.2.2 500 kV配電裝置內導體

對于站址海拔高度不超過2000m的地區，500kV配電裝置內導體宜采用如下型式。

a）配電裝置內母線應根據通流要求，選擇直徑不小于60 mm的管形母線；母線結構尚應符合靜、動態強度要求。

b）配電裝置內跨線及設備間連線，宜選用單根直徑不小于51 mm的雙分裂導線。

c）配電裝置內設備間連線，必要時可選用直徑不小于60 mm的管形導體。

對于站址海拔高度超過2 000 m的地區，500 kV配電裝置內導體宜采用如下型式。

a）配電裝置內母線應根據通流要求選擇管形母線，具體導線型式應根據工程條件校驗后選取；母線結構尚應符合靜、動態強度要求。

b）配電裝置內跨線及設備間連線，宜選用雙分裂導線，具體導線型式應根據工程條件校驗后選取。

c）配電裝置內設備間連線，必要時可選用管形導體，具體導線型式應根據工程條件校驗后選取。

2.2.3 330 kV配電裝置內導體

a）配電裝置內母線應滿足穿越功率要求的載流要求，應選用單根直徑不小于23.76 mm的雙分裂導線。

b）配電裝置內跨線應選用單根直徑不小于23.76 mm的雙分裂導線。

c）配電裝置內設備間連線應選用直徑不小于40 mm的管形導體。

d）配電裝置內引下線，包括各回進出線進串的引下線以及進出線電壓互感器、避雷器與本回路進出線之間的連線，應選用單根直徑大于24 mm的雙分裂導線。

2.2.4 220 kV配電裝置內導體

對于站址海拔高度不超過1 000 m的地區，220 kV配電裝置內導體宜采用如下型式。

a）配電裝置內母線應滿足穿越功率要求的載流要求，若采用軟導線時應選用單根直徑不小于23.76 mm的單根導線；若選擇管形母線時，應采用直徑不小于30 mm的管形導體。

b）配電裝置內跨線應選用單根直徑不小于23.76 mm的單根導線。

c）配電裝置內設備間連線應選用單根直徑不小于23.76 mm的單根導線。

d）配電裝置內引下線以及進出線電壓互感器、避雷器與本回路進出線之間的連線，應選用直徑大于23.76 mm的單根導線。

對于站址海拔高度超過1 000 m的地區，220 kV配電裝置內具體導線型式應根據工程條件校驗后選取。

2.3 金具制造、包裝、運輸等方面采取的措施

a）金具制造表面粗糙度應進行嚴格控制，避免由于均勻性的差異影響其表面電位梯度。通常金具表面粗糙度不宜超過以下要求：導線懸垂線夾，表面光潔，粗糙度Ra值不大于6.3；導線耐張線夾，表面光潔，粗糙度Ra值不大于3.2；導線間隔棒，表面光潔，粗糙度Ra值不大于6.3；均壓屏蔽環，表面光潔，粗糙度Ra值不大于3.2；均壓環、屏蔽環和均壓屏蔽環應采用符合相關國家標準規定的材料制造。當均壓環、屏蔽環和均壓屏蔽環采用鋁及鋁合金材料制造時，環的支撐架采用相應國家標準中規定的牌號不低于115A的鋁板制造，環體焊接采用氫弧焊接，焊縫應均勻一致，焊縫不得有裂紋、弧坑、燒穿、焊縫間斷等缺陷。環體應選用成熟、快捷的彎制工藝，在彎制過程中應避免管體開裂、嚴重變形、內皺、管壁拉傷等缺陷，管彎曲變形量不得超過外徑的±3%，管子彎曲直徑公差為±2 mm，均壓環環體對焊時，其中心線允許偏差應不大于±2 mm，均壓環外形尺寸偏差應不大于±5 mm。支撐架及緊固件均應熱鍍鋅，鋅層應滿足相應國家標準的要求；間隔棒應能承受安裝、維修和運行（包括短路）條件下的機械荷載，任何部件不得損壞和出現永久性變形。在實際正常的運行條件下，應滿足對電暈和無線電干擾的要求。為保證安裝方便和安全，打開間隔棒線夾時，線夾上的螺栓等各部件不應分離，在整個運行壽命期間，間隔棒應保持其正常的技術性能。

b）金具包裝、運輸。均壓環、屏蔽環在吊裝時，建議人工搬卸或布帶吊裝，且需輕拿輕放。運載時均壓環之間應有墊板或隔板，以防在運輸過程中損傷管壁。

2.4 金具的設計要求

2.4.1 絕緣子串的均壓屏蔽

a）對于耐張串可采用均壓環和屏蔽環組合方式或均壓屏蔽環一體式方式設計，其中對于500kV、330 kV、220 kV（海拔1 000 m以上地區） 耐張串宜采用均壓屏蔽環一體式方式設計，750 kV耐張串宜采用均壓環和屏蔽環組合方式。均壓環的安裝位置應有效改善絕緣子串的電位分布，其電暈熄滅電壓應不低于安裝處最高運行相電壓要求。

b）對于500kV、330kV、220kV（海拔1000m以上地區）懸垂串宜采用屏蔽環和防暈線夾的組合設計方案，均壓環的采用視情況而定；750 kV懸垂串宜采用均壓環和屏蔽環組合方式。

c）當采用開口圓環時，應在開口處管端設計半球形圓面，控制起暈場強和避免尖端放電，并且開口距離宜控制在100 mm，以便于安裝。

d）屏蔽環設計時應保證被保護金具在屏蔽環15°保護角內，并且其環徑與均壓環宜取值一致。

2.4.2 間隔棒

間隔棒的防電暈，應依靠本身的造型而不另行安裝屏蔽環；間隔棒設計時螺栓應采用暗埋方式，同時間隔棒夾頭應采用大圓弧交接,避免尖端放電的出現；間隔棒表面可考慮采用表面拋光工藝。

2.4.3 T型線夾

T型線夾，包括螺栓線夾和液壓線夾的設計應考慮電暈的影響，依靠本身的造型而不另行安裝屏蔽環，其中對于液壓線夾應合理選用，并且壓接時應注意壓接表面的粗糙度控制，避免尖端或毛刺的產生；螺栓線夾設計時應注意螺桿和螺帽的安裝方式，避免局部突出于線夾本體以外，形成場強集中點。

2.4.4 導線線夾

耐張線夾、懸垂線夾的防電暈，220 kV應依靠本身的造型實現線夾本體表面場強的控制，對于330 kV及以上電壓等級應依靠本身的造型以及耐張串、懸垂串上安裝的均壓屏蔽環共同實現。

2.5 導體安裝時采取的措施

a）導地線現場儲藏要求：線軸擺放場地應平整，不得有硬物凸起，防止損傷線體；線軸在現場須立放并且采取防滾措施。

b）軟母線與金具的規格和間隙必須匹配，并應符合現行國家標準。

c）軟母線與線夾連接應采用液壓壓接或螺栓連接。

d）軟母線在擋距內不得有連接接頭，并應采用專用線夾在跳線上連接；軟母線經螺栓耐張線夾引至設備時不得切斷，應成為一整體。

e）放線過程中，導線不得與地面摩擦，并應對導線嚴格檢查。當導線有下列情況之一者，不得使用：導線有扭結、斷股和明顯松股者；同一截面處損傷面積超過導電部分總截面的5%。

f）新型導線應經試放，確定安裝方法和制定措施后，方可全面施工。

g）切斷導線時，端頭應加綁扎；端面應整齊、無毛刺，并與線股軸線垂直。壓接導線前需要切割鋁線時，嚴禁傷及鋼芯。

h）當軟母線采用鋼制各種螺栓型耐張線夾或懸垂線夾連接時，必須纏繞鋁包帶，其繞向應與外層鋁股的旋向一致，兩端露出線夾口不應超過10 mm，且其端口應回到線夾內壓住。

i）當軟母線采用壓接型線夾連接時，導線的端頭伸入耐張線夾或設備線夾的長度應達到規定的長度。

j）液壓壓接前應先進行試壓，合格后方可進行施工壓接。試件應符合下列規定：耐張線夾，每種導線取試件2件；設備線夾、T型線夾、跳線線夾，每種導線取試件1件；試壓結果應符合規定。

k）采用液壓壓接導線時，應符合下列規定：擴徑導線與耐張線夾壓接時，應用相應的襯料將擴徑導線中心的空隙填滿；壓接時必須保持線夾的正確位置，不得歪斜，相鄰兩模間重疊不應小于5mm；壓接后不應使接續管口附近導線有隆起和松股，接續管表面應光滑、無裂紋，330 kV及以上電壓的接續管應倒棱、去毛刺；壓接后六角形對邊尺寸應為0.866D，當有任何一個對邊尺寸超過0.866D＋0.2 mm時應更換鋼模（D為接續管外徑）。

l）使用滑輪放線或緊線時：滑輪的直徑不應小于導線直徑的16倍，滑輪應轉動靈活，輪槽尺寸應與導線匹配。

m）母線弛度應符合設計要求，其允許誤差為＋5%、－2.5%，同一擋距內三相母線的弛度應一致,和同布置的分支線宜有同樣的彎度和弛度。母線跳線和引下線安裝后，應呈懸鏈狀自然下垂，其與構架及線間的距離應滿足相應規范的規定。

n）擴徑導線的彎曲度，不應小于導線外徑的30倍。

o）具有可調金具的母線，在導線安裝調整完畢之后，必須將可調金具的調節螺母鎖緊。

p）導線金具運輸、安裝時應采取適當的防止滑動、磨損及碰撞等措施。

3 應用效果及實例

陽城北500 kV變電站工程采用了降噪金具，所采取的控制措施如下。

a）增大均壓屏蔽環管徑，管徑由φ60 cm增加至φ76 cm，有效提高均壓屏蔽環表面起暈電壓；采用專用設備、工具彎制及焊接環體，有效控制管徑及環體的變形量，避免因屏蔽環局部變形過大而產生電暈噪聲；加大支架彎曲半徑，防止支架彎曲半徑過小產生電暈噪聲；均壓環支架采用高強度鋁合金材料，加粗支架鋁桿，防止產品在運輸或施工時變形；采用支桿插入環體方式進行焊接，并使焊接點在環體的內側，確保焊接點能被環體有效屏蔽；在V型懸垂絕緣子串中使用馬鞍型均壓環，其結構更加合理，均壓屏蔽效果好，并便于施工安裝，提高起暈電壓，降低噪音。

b）間隔棒緊固螺栓采用內嵌式設計，保證螺栓不外漏；夾頭采用對齒型結構，減小間隔棒夾頭開口尺寸，使間隔棒夾頭開口處自然圓滑過渡，提高起暈電壓，降低噪音。

c）封端蓋加大邊緣曲率半徑，采用半球面型結構，使封端蓋與管母形成自然閉合曲面，大大提高起暈電壓，降低起暈噪聲。

d）均壓屏蔽環之間加裝墊板，在其表面采用薄膜包裝外還加裝了軟草繩，通過軟草繩使得屏蔽環管壁在運輸過程中不會受到擠壓、磕碰；每個連接金具分別采用塑質膜進行了包封并集中放置于專用木制箱，最終使得金具外表無劃傷、損壞、磕碰，避免因屏蔽環局部變形過大、金具表面有毛刺而產生電暈噪聲。

e）因設備自身屏蔽不足，采取加裝整體防暈板達到屏蔽效果；通過以上控制措施，該變電站于2011年投運后，通過測試運行噪聲小于55 dB，效果顯著。

［1］ 國家電網公司.變電站控制電量噪聲技術導則（導體金具類）Q/GW 551—2010［S］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］ 王鑫，吳德仁.導體和電器選擇設計技術規定 DL/T 5222—2005［S］.北京：中國電力出版社，2005.