配电房及电气设备噪声机理

分类：机电一体化论文发表 时间：2019-12-25 10:29 关注：(1)

　　在对配电房噪音污染来源分析的基础上提出了配电房降噪技术，可以极大降低配电房的噪音，减少噪音对人们的影响。

　　关键词：配电房;变压器;低频噪声

　　在城市用地日益紧张的情况下，大量配电房新建在居民楼、办公楼附近，并集中将变压器、监控设备放置在配电房内。但由于配电房与居民活动区域间的距离不够，再加上建筑结构没有考虑到噪声衰减等问题，当变压器运行工况较差情况下极其容易产生明显的噪声，影响人们的日常工作和生活。

　　1配电房噪声污染现状

　　为了了解配电房的噪音情况，某供电局随机测试了30个配电房的夜间噪音情况(表1)。根据《社会生活环境噪音排放标准》的规定，医院、卧室、宾馆等以休息为主的区域在夜间(22：00~次日6：00)噪音不得高于30分贝。表1可看出，居民楼一楼附近夜间平均噪音为42db，因此，居民楼一楼的夜间噪音已经严重超出了国家规定的标准，影响该区域居民的休息。

　　2配电房噪声产生的原因及特点

　　2.1变压器的噪声

　　通过对配电房的噪声能量进行分析得知，噪声源主要集中在100HZ和400HZ的高次谐频为代表的低频成分，与变压器产生的低频噪音频率一致，可以认为，变压器的噪音是配电房噪音的重要组成部分。变压器的噪音主要来源于硅钢片的磁滞伸缩变化造成铁芯振动，噪音大小除了与铁芯温度、绝缘膜厚度、内部应力等内部构造有关以外，还与加工工艺、材质、安装工艺、运行工况等外在因素有很大的关系。变压器产生的噪音有三个特点：变压器铁芯励磁时，硅钢片会因为励磁原因发生尺寸形变，引起空气振动从而发出噪音。另外，硅钢片接缝处、叠片之间在磁通的作用下会产生震动，从而发出噪声;变压器铁芯线圈间会产生引力和斥力，特别是线圈绕线不紧实、线圈轴线松动等情况下，会让变压器发出更大的噪声;变压器各器件的连接件紧固不牢实，容易造成变压器本身的机械振动。从以上的分析得知，变压器的噪音并不能够完全消除，仅能够通过优化制造工艺、安装工艺等来减少变压器运行的噪声污染。

　　2.2与变压器相连设备发出的噪声

　　配电房的设备除了变压器以外，还有风机、空调、排风扇等辅助设备，这些设备运行本身也会产生噪音。如空调运行过程中会震动，产生的噪音声波直接传递到支撑基础，进而通过建筑直接向四周传播。与变压器产生的噪音类似，与变压器相连的设备发出的噪音并不能够完全消除，仅能够通过优化设备制作工艺及安装工艺等手段来减少噪声的产生和传播。

　　2.3建筑结构造成的噪声

　　噪声传播有两种途径：空气传播。传播途径主要包括门、窗户、百叶窗等建筑构件，噪声能量密度不断衰减，越是远离声源噪声能量密度越小;固体传播。传播途径主要是在建筑的梁、柱、楼板等建筑构件中传播，关闭门窗并不能降低固体噪音传播。因此，尽管现阶段大量的配电房是位于地下室、没有窗户，但在一定范围内仍然有低频噪音，频率单一、穿透力强，严重影响居民的生活。

　　3配电房噪声治理方法

　　3.1变压器降噪措施

　　变压器的噪声污染主要来源于变压器本身发出的噪音和变压器工作发出的噪音，因而，应当从变压器本身的制作工艺、安装工艺两方面入手来减少噪音的污染。要想减少变压器自身的噪音污染，就应当降低工频交流电源引起的低频振动。可以选用不同弹性系数的弹簧设计出变压器的阻尼减震装置。经过计算，本次优化设计采用主弹簧和辅助弹簧相结合的方式，设计专门的变压器底座(图1)。该变压器底座主要发挥两个作用：一是减少变压器运行过程中的震动;二是阻断建筑物的固体传播途径。另外，变压器安装过程中也要注意降噪措施的实施。安装时要保证施工质量，避免螺栓固定不紧等问题发生;加装减少谐波的装置以避免产生简谐振动;在变压器与高、低压母排连接处用柔性铜片连接，避免将变压器发出的噪音传递到其它设备上从而引起共振。

　　3.2与变压器相连设备的降噪措施

　　与变压器相连的其它设备也会发出噪声，应当从噪声源和传播途径两方面来阻止。首先，减少电力设备的噪声和震动，如在风机和风机支架之间安装3mm厚的工业减震橡胶，将设备的符合率控制在70%~75%之间，减少过载造成的噪音增加。另外，图1变压器底座示意图要合理布局电气设备的位置，如尽量避免将噪音较大的变压器等电力设备直对门、窗等位置。最后，及时更换老旧的设备，确保正常运转，减少设备故障发出的噪音。

　　3.3建筑结构的降噪措施

　　通过对配电房的建筑结构改造可以有效降噪，如隔声处理、吸声处理和改造天花板吊顶等方式降噪。隔声处理是指通过隔声材料将噪声隔绝、隔离或者分段处理，现有的隔声材料有实心砖、钢筋混泥土墙、石膏板、隔声毡、纤维板等。已经有相关数据表明，采用60mm防火轻质条板不仅可以防火，让耐火极限达到国标防火A1级，还能让音量降低35%以上。吸声处理是通过提高室内的平均吸声系数，减少反射声的能量，以达到降低室内噪音的目的。当前，绝大多数的配电房采用的是石灰抹面，无法起到吸声降噪的作用。即便是加装了60mm防火轻质条板，也会因为墙面的多次反射而产生混响，声源的多次叠加无形增加了噪声的密度。而在防火轻质条板表面加装8mm的有孔硅酸钙吸声板，能够减少声音的反射，降低噪音的强度，达到降噪的目的。天花板吊顶改造是为了减少噪声从天花板传递的强度，现有的配电房天花板大多没有加装吊顶或者隔层，因而无法起到隔音、吸音的作用。在天花板加装30mm厚的难燃木枋，不仅仅能够起到隔音、吸音的作用，还能够起到防火的作用。

　　4结语

　　配电房的噪音污染已经严重影响居民的生活，降噪已经成为减少环境污染投诉、提升人们居住品质的重要手段。从本文的分析得知，变压器发出的噪声、与变压器相连的设备发出的噪声、建筑结构造成的噪声传播是配电房噪音的主要来源，通过有针对性的变压器及与变压器相连设备的降噪处理、建筑结构的降噪处理等方法，能够有效解决配电房噪音的问题。本研究成果可以作为配电房降噪处理的参考和借鉴，对电力行业的降噪处理有积极的社会效益和经济效益。

　　参考文献

　　[1]陈晓洁,杨启明等.居配电站变压器噪声治理[J].电工技术,2018,(24):38-39+42.

　　[2]罗家健.住宅区配电房变压器噪声源测试及降噪方法[J].科技与创新,2019,(16):100-101.

　　作者：夏冰 张志江 严迪波 单位：国家电网浙江省电力有限公司宁波市北仑区供电公司