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摘要：低频噪声对人类的健康会造成慢性危害，因此变电站产生的低频噪声已越来越引起人们的重视。通过测试某220KV变电站主变室噪声特性，发现墙体对100Hz/200Hz的低频噪声降噪效果不明显，通过采取规划、隔声、吸声、消声及减振等综合降噪措施，可有效的实现定点定频的降噪。
关键词：主变室；低频噪声；隔声；吸声；消声
1某变电站概况
1.1工程概况
某220kV变电站主变室规模：180MVA主变压器3台，220kV出线6回，110kV出线12回。站区东西宽60.5m，南北长94.5m，建筑高度为12.8m。主要设备用房包括3间主变压器室、110kV和220kV GIS室、电容器室等，主变压器散热器置于主变室外。站址北、西、南面均为村落居民区，无其他重要设施。
1.2主变室噪声特性分析
为探究变电站未采取降噪措施、正常运行时的噪声特性，在昼间对站区主要设备及厂界噪声情况进行测试。测试环境符合国家相关规范标准，共布置13个测点，如图1所示，测试仪器采用AWA6290M-3频谱分析仪、AWA14604测试传声筒及前置放大器进行测试，采用1/3 OTC分析软件进行频谱特征分析。测试结果如下：
1）不同测点在不同频率下的计权噪声值也不同，其中室内测点1～测点5噪声数值最大，最大值可达到74.8dB（A）。室外测点6～测点11的噪声值比测点1～测点5的减弱约15～20dB（A）。室外测点12和测点13的噪声值比测点1～测点5的减弱约16dB（A）。
2）以室内测点1为例，计权噪声值为74.8dB（A），但是在100Hz时的噪声值为83dB（A），在200Hz时的噪声值为69.7dB（A），在315Hz时的噪声值为80.4dB（A）。在以上3个频率的噪声值远远大于其他频率下的噪声值。
3）以室外测点7为例，计权噪声值为56.8dB（A），但是在100Hz时的隔声量为15.5dB（A），在200Hz时的隔声量为5.4dB（A），在315Hz时的隔声量为25.3dB（A）。传统墙体对200Hz以下的噪声减弱能力非常有限；对300～1000Hz的噪声有一定的隔声能力，为7～24dB（A）。
4）以室外测点12为例，计权噪声值为58.8dB（A），但是在100Hz时的消声量为17.4dB（A），在200Hz时的消声量为3.9dB（A），在315Hz时的消声量为26.4dB（A）。传统消声百叶窗对200Hz以下的噪声减弱能力非常有限，僅有2.53dB（A）；对500～1000Hz的噪声消声效果为2.9～10dB（A）。
2降噪措施
2.1总则
针对不同频率的噪声特性分析，我们有必要根据噪声频谱特点，采取相应的消声措施、隔声措施和吸声措施来解决变电站的噪声问题，尤其是低频噪声问题，具体指导降噪材料和降噪结构的选择。
2.2规划方案
在工程最初规划时从站址选择、总平面布置和设备选型三个方面考虑降噪设计。变电站选址时要符合相关规范的规定，考虑到对周围环境的影响，与噪声敏感点有足够的距离；尽量将噪声大的功能房间布置在厂区中央，并结合周围建筑物作为噪声屏障；设备选型时应根据噪声控制要求，在技术和经济许可的条件下，尽可能选用噪声（声功率级）低的设备。针对本工程，220kV、120MWA容量的三相双绕组的主变压器噪声基本要求为70dB（A），优化值为65dB（A）、60dB（A）两个等级，最低值可达到55dB（A）。在风机选型时采用低速风机、结构紧凑、流线型好及强度高的风机。采用无动力风帽进行自然通风散热。
2.3隔声措施
隔声措施包括对墙体和楼板增设隔声板，隔声门，隔声罩。
2.3.1墙体和楼板
1）砂浆加气块的单位体积重量是粘土砖的1/3，保温性能是粘土砖的3～4倍，隔音性能是粘土砖的2倍。砌块的砌体强度约为砌块自身强度的80%（红砖为30%）。本工程采用80mm厚砂浆加气块墙体，采用该墙体后的噪声特性，可以发现80mm厚砂浆加气块比敞口状态的隔声效果显著，隔声量平均值在30.8dB左右。其中，在125Hz时的隔声量为21.1dB（A），在200Hz时的噪声值为15.7dB（A），在315Hz时的噪声值为25.5dB（A），因此蒸压加气混凝土砌块的隔声效果优于传统墙体的。
2）在主变室墙体和楼板内增设阻尼隔声板
采用阻尼隔声板后，隔声效果显著，隔声量平均值在32.6dB（A）左右。其中，在125Hz时的隔声量为26.4dB（A），在200Hz时的噪声值为41.2dB（A），在315Hz时的噪声值为39dB（A），增加阻尼隔声板后，可发现墙体对各个频率下的噪声值降噪效果均增强，针对低频噪声的隔声量与传统墙体相比增加了160%。
2.3.2隔声门
采用材质为50mm的薄钢板隔声门，结合聚氨酯泡沫塑料，据文献数据显示隔声门的隔声量可达30dB（A）以上[1]。
2.3.3隔声罩
一般固定全封闭型隔声罩的隔声量可达30～40dB（A），活动全封闭型为15～30dB（A），局部封闭型约为10～20dB（A），带通风、散热、消声的约为15～25dB（A）。
2.4吸声措施
通过实验测试对比超细玻璃棉和铝合金孔板两种材料的吸声系数[2]，可以发现超细玻璃棉对高频噪声吸声效果较好，空腔铝合金孔板对低频噪声吸声效果较好。
2.5消声措施
主要包括阻性消声器、抗性消声器、复合消声器、消声百叶、消声弯头等。为同时保证主变室通风散热和降噪效果，本工程主变室采用消声百叶，无风管系统设计。同时，本工程采用某新型消声百叶窗，实验数据显示其对低频噪声的消声量在10dB（A）左右，效果优于传统消声百叶。该种消声通风百叶为上下设置，主变室内吸音板处设置低位百叶，室外混凝土外墙处设置高位百叶，两个百叶窗之间至少消声百叶1200mm的高度差。
2.6减振措施
设计安装时，在运动设备基体与设备之间设置减振措施，常用的隔振器材有金属橡胶隔振片、弹簧隔振器、隔振垫、隔振机座等。
3结论
本文针对上述噪声频谱特性，重点定量分析了隔声、吸声、消声措施的降噪效果，通过采取优化后的结构和材料综合治理噪声污染，实测降噪效果较好。
参考文献：
[1]林志驰，高银，曹娜，等.户内变电站变压器降噪和通风的研究与分析[J].现代商贸工业，2011，23（24）：415-416.
[2]胡静竹，刘涤尘，廖清芬，等.变电站声屏障降噪效果及影响因素分析[J].武汉大学学报（工学版），2017，50（01）：75-80.
（作者单位：天津大学建筑设计研究院）
关键词：主变室；低频噪声；隔声；吸声；消声
1某变电站概况
1.1工程概况
某220kV变电站主变室规模：180MVA主变压器3台，220kV出线6回，110kV出线12回。站区东西宽60.5m，南北长94.5m，建筑高度为12.8m。主要设备用房包括3间主变压器室、110kV和220kV GIS室、电容器室等，主变压器散热器置于主变室外。站址北、西、南面均为村落居民区，无其他重要设施。
1.2主变室噪声特性分析
为探究变电站未采取降噪措施、正常运行时的噪声特性，在昼间对站区主要设备及厂界噪声情况进行测试。测试环境符合国家相关规范标准，共布置13个测点，如图1所示，测试仪器采用AWA6290M-3频谱分析仪、AWA14604测试传声筒及前置放大器进行测试，采用1/3 OTC分析软件进行频谱特征分析。测试结果如下：
1）不同测点在不同频率下的计权噪声值也不同，其中室内测点1～测点5噪声数值最大，最大值可达到74.8dB（A）。室外测点6～测点11的噪声值比测点1～测点5的减弱约15～20dB（A）。室外测点12和测点13的噪声值比测点1～测点5的减弱约16dB（A）。
2）以室内测点1为例，计权噪声值为74.8dB（A），但是在100Hz时的噪声值为83dB（A），在200Hz时的噪声值为69.7dB（A），在315Hz时的噪声值为80.4dB（A）。在以上3个频率的噪声值远远大于其他频率下的噪声值。
3）以室外测点7为例，计权噪声值为56.8dB（A），但是在100Hz时的隔声量为15.5dB（A），在200Hz时的隔声量为5.4dB（A），在315Hz时的隔声量为25.3dB（A）。传统墙体对200Hz以下的噪声减弱能力非常有限；对300～1000Hz的噪声有一定的隔声能力，为7～24dB（A）。
4）以室外测点12为例，计权噪声值为58.8dB（A），但是在100Hz时的消声量为17.4dB（A），在200Hz时的消声量为3.9dB（A），在315Hz时的消声量为26.4dB（A）。传统消声百叶窗对200Hz以下的噪声减弱能力非常有限，僅有2.53dB（A）；对500～1000Hz的噪声消声效果为2.9～10dB（A）。
2降噪措施
2.1总则
针对不同频率的噪声特性分析，我们有必要根据噪声频谱特点，采取相应的消声措施、隔声措施和吸声措施来解决变电站的噪声问题，尤其是低频噪声问题，具体指导降噪材料和降噪结构的选择。
2.2规划方案
在工程最初规划时从站址选择、总平面布置和设备选型三个方面考虑降噪设计。变电站选址时要符合相关规范的规定，考虑到对周围环境的影响，与噪声敏感点有足够的距离；尽量将噪声大的功能房间布置在厂区中央，并结合周围建筑物作为噪声屏障；设备选型时应根据噪声控制要求，在技术和经济许可的条件下，尽可能选用噪声（声功率级）低的设备。针对本工程，220kV、120MWA容量的三相双绕组的主变压器噪声基本要求为70dB（A），优化值为65dB（A）、60dB（A）两个等级，最低值可达到55dB（A）。在风机选型时采用低速风机、结构紧凑、流线型好及强度高的风机。采用无动力风帽进行自然通风散热。
2.3隔声措施
隔声措施包括对墙体和楼板增设隔声板，隔声门，隔声罩。
2.3.1墙体和楼板
1）砂浆加气块的单位体积重量是粘土砖的1/3，保温性能是粘土砖的3～4倍，隔音性能是粘土砖的2倍。砌块的砌体强度约为砌块自身强度的80%（红砖为30%）。本工程采用80mm厚砂浆加气块墙体，采用该墙体后的噪声特性，可以发现80mm厚砂浆加气块比敞口状态的隔声效果显著，隔声量平均值在30.8dB左右。其中，在125Hz时的隔声量为21.1dB（A），在200Hz时的噪声值为15.7dB（A），在315Hz时的噪声值为25.5dB（A），因此蒸压加气混凝土砌块的隔声效果优于传统墙体的。
2）在主变室墙体和楼板内增设阻尼隔声板
采用阻尼隔声板后，隔声效果显著，隔声量平均值在32.6dB（A）左右。其中，在125Hz时的隔声量为26.4dB（A），在200Hz时的噪声值为41.2dB（A），在315Hz时的噪声值为39dB（A），增加阻尼隔声板后，可发现墙体对各个频率下的噪声值降噪效果均增强，针对低频噪声的隔声量与传统墙体相比增加了160%。
2.3.2隔声门
采用材质为50mm的薄钢板隔声门，结合聚氨酯泡沫塑料，据文献数据显示隔声门的隔声量可达30dB（A）以上[1]。
2.3.3隔声罩
一般固定全封闭型隔声罩的隔声量可达30～40dB（A），活动全封闭型为15～30dB（A），局部封闭型约为10～20dB（A），带通风、散热、消声的约为15～25dB（A）。
2.4吸声措施
通过实验测试对比超细玻璃棉和铝合金孔板两种材料的吸声系数[2]，可以发现超细玻璃棉对高频噪声吸声效果较好，空腔铝合金孔板对低频噪声吸声效果较好。
2.5消声措施
主要包括阻性消声器、抗性消声器、复合消声器、消声百叶、消声弯头等。为同时保证主变室通风散热和降噪效果，本工程主变室采用消声百叶，无风管系统设计。同时，本工程采用某新型消声百叶窗，实验数据显示其对低频噪声的消声量在10dB（A）左右，效果优于传统消声百叶。该种消声通风百叶为上下设置，主变室内吸音板处设置低位百叶，室外混凝土外墙处设置高位百叶，两个百叶窗之间至少消声百叶1200mm的高度差。
2.6减振措施
设计安装时，在运动设备基体与设备之间设置减振措施，常用的隔振器材有金属橡胶隔振片、弹簧隔振器、隔振垫、隔振机座等。
3结论
本文针对上述噪声频谱特性，重点定量分析了隔声、吸声、消声措施的降噪效果，通过采取优化后的结构和材料综合治理噪声污染，实测降噪效果较好。
参考文献：
[1]林志驰，高银，曹娜，等.户内变电站变压器降噪和通风的研究与分析[J].现代商贸工业，2011，23（24）：415-416.
[2]胡静竹，刘涤尘，廖清芬，等.变电站声屏障降噪效果及影响因素分析[J].武汉大学学报（工学版），2017，50（01）：75-80.
（作者单位：天津大学建筑设计研究院）