變電站設計中噪音控制系統(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

變電站有效促進了人們生活水平的提高以及城市的發(fā)展，但是我們仍然不能忽視變電站噪聲對周圍環(huán)境的污染問題。近些年我國城市變電站的建設數(shù)量不斷增加，因而變電站的噪聲污染問題愈發(fā)嚴重，居民對變電站噪聲污染的糾紛與投訴經常發(fā)生。變電站噪聲污染問題已經引起了電力企業(yè)的重視，但是目前我國在變電站的運行噪音控制方案以及變電站新建規(guī)劃設計的方案中都缺乏有效并科學的方法，在對變電站噪聲控制系統(tǒng)進行設計時往往具有一定的盲目與隨機性。本文主要針對基于此現(xiàn)象來探討在變電站設計中，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)律振動的一種聲音，從環(huán)境保護與噪聲污染角度考慮，但凡是影響人們生活、生產的一切聲音都屬于噪音。變電站噪音會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變電站的噪音會對人們的聽力產生一定的危害影響，人們若是長期處于高噪音污染的環(huán)境中，就會導致聽力受損，出現(xiàn)刺耳、耳鳴以及耳聾現(xiàn)象；②變電站噪音會導致工作人員無法集中注意力工作，出現(xiàn)情緒煩躁、激動以及遲鈍現(xiàn)象；③變電站噪音較大時會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行與生產。

3 變電站噪音控制理論與軟件設計開發(fā)

3.1 變電站噪音控制的理論知識

從變電站噪聲傳播的基礎理論可知，變電站的噪音控制一般從三個層面出發(fā)，分別為被保護者的控制、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、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示意圖

3.2 變電站噪音控制系統(tǒng)的開發(fā)

為了更好實現(xiàn)控制變電站噪音的目標，我們還可以通過建立變電站噪聲控制數(shù)學模型，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)劃設計。軟件具備要素：①對變電站內部環(huán)境及周圍環(huán)境，可以通過空間、面、線、點等形式來進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該軟件在設計時應用時具備操作簡便、計算準確、建模快速等優(yōu)勢；④與傳統(tǒng)軟件相比，在優(yōu)化計算及可視化程度方面得到了較大的改進，具有較高的專業(yè)性、技術性與靈活性，增加了空間平面、噪聲衰減曲線、方案對比，優(yōu)化計算等功能模塊。軟件在變電站設計中的應用具有較高的實踐價值，通過前期的預測與優(yōu)化，可以有效實現(xiàn)變電站噪音的優(yōu)化控制。

4 變電站設計中噪音控制系統(tǒng)分析

在變電站設計過程中，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、建筑物、聲源、聲源所處環(huán)境等參數(shù)進行模擬計算，不斷優(yōu)化噪聲控制系統(tǒng)的設計方案，合理的布置變電站，在變電站的前期設計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)劃設計中的噪音控制分析

變電站在建設之前就需要綜合考慮到噪音污染等多方面因素來進行科學的設計與規(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行合理的設計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。

變電站在運行過程中的噪音來源主要為變壓器等電力設備，這些設備在運行過程中會產生較大噪聲，嚴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，在噪音聲源位置設置聲音屏障，以達到屏蔽噪音的效果。結合變電站設計噪音控制的仿真優(yōu)化軟件可以對比變電站的噪聲控制設計方案，結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最佳的噪音控制方案。

4.2 變電站設計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，并且噪音在傳播過程中會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，同時在噪聲傳播過程中，采取合理布局、個人防護、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、阻斷噪音的傳播、吸收傳播中的噪音等，從而實現(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因素條件來進行。

（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備、輔助設備以及冷卻裝置等，因此在治理時要強化對該環(huán)節(jié)的噪聲控制與檢測：①變電站中噪音超標檢測區(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間就離開休息，同時還要做好護耳防護措施。若是滿足運行許可條件時，還可以暫停風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污染的情況發(fā)生，在變電站設備設計階段就需要改進生產與制造工藝，優(yōu)化電力設備的設計方案，以避免變壓器在運行過程中出現(xiàn)噪聲污染現(xiàn)象。變電站采購部門在訂貨及設計選型的時候，也要綜合各方面條件選擇最合適的產品，并對產品的選用提出噪音控制等方面的技術要求。而針對變電站中正在運行中的主變壓器及其他電氣設備，在噪音控制方面可以結合實際情況采取不同的措施進行處理。主變壓器設備在調試與檢修時，要確保風扇穩(wěn)定正常的作業(yè)，切勿將外緣部分與風扇轉動部分摩擦、碰撞，避免附加噪音的產生；③變電站中有些房屋以及主控室會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）降低變電站高壓設備的電暈放電噪音：變電站中一些高壓電力設備會在運行中出現(xiàn)電暈放電現(xiàn)象，電暈放電不僅會出現(xiàn)電暈損耗、無線電干擾等問題，還會產生噪音污染。因此為了有效避免電暈放電的噪聲污染問題，相關人員在設計選型時要根據(jù)規(guī)范要求與設計標準進行，另外在設備制造方面還需要對其設計方案進行優(yōu)化與改進。變電站高壓設備需要定期運行維護，在此期間要注意檢修與安裝的質量，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，在設計噪音控制系統(tǒng)的時候，還要考慮到建筑的布局與設計。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環(huán)境中，同時還要結合吸聲結構、吸聲材料等布置室內墻體，以阻斷噪聲的傳播。有些變電站處于居民區(qū)，當設備噪聲出現(xiàn)嚴重的超標現(xiàn)象時，為了降低其對周圍環(huán)境的影響，還可以將聲屏障設置在變電站及其電力設備的周圍，通過隔斷噪聲的傳播途徑達到噪音控制的目的。

5 結束語

總而言之，變電站在運行過程中會由于多方面的因素條件而產生較為嚴重的噪音污染，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計角度出發(fā)，采取合適的噪聲控制系統(tǒng)，從噪聲的來源進行分析，結合以往檢測數(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、吸聲設計、隔聲設計、建筑結構的合理布置、噪聲傳播途徑的阻斷控制、聲源控制等幾個方面進行。我們需要不斷優(yōu)化變電站設計中的噪音控制系統(tǒng)，以緩解其對環(huán)境的破壞與影響。

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