林炬，胡建偉

(江蘇省輻射環(huán)境保護(hù)咨詢中心， 南京 210019)

高壓輸變電項(xiàng)目聲環(huán)評問題分析

林炬，胡建偉

(江蘇省輻射環(huán)境保護(hù)咨詢中心， 南京 210019)

隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的日益加速，輸變電項(xiàng)目聲環(huán)境問題將日益突出。針對項(xiàng)目管理評價(jià)過程中的實(shí)際情況，分析了輸變電項(xiàng)目中變電站及高壓線路項(xiàng)目的噪聲特點(diǎn)，總結(jié)了我國輸變電項(xiàng)目噪聲監(jiān)測方法及評價(jià)方法存在的問題，并提出了加大重視程度、加快標(biāo)準(zhǔn)制訂、加強(qiáng)相關(guān)研究的對策建議。

高壓輸變電；變電站噪聲；線路噪聲；監(jiān)測與評價(jià)

高壓輸變電項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)是環(huán)評的一個(gè)分支門類，涉及電磁環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)穩(wěn)定等多個(gè)方向。受項(xiàng)目特殊性及相關(guān)法律法規(guī)、評價(jià)導(dǎo)則的限制，對于聲環(huán)境的影響評價(jià)一直存在著控制和管理上的“盲區(qū)”，一系列問題亟待分析解決。

1 輸變電項(xiàng)目噪聲特點(diǎn)

1.1 變電站項(xiàng)目噪聲特點(diǎn)

變電站聲環(huán)境影響主要考慮的聲源為主變壓器、電容器、電抗器等，其噪聲特點(diǎn)為：

(1)持續(xù)性強(qiáng)，影響時(shí)間久

變電站一旦運(yùn)行，正常情況下不會(huì)停運(yùn)，所有設(shè)備均24 h運(yùn)行。主變壓器采取的散熱方式分為風(fēng)冷及油冷。采用風(fēng)冷方式的基本為舊型號(hào)主變壓器，由于技術(shù)陳舊、設(shè)備老化，發(fā)出的噪聲比新型號(hào)油冷式主變壓器要高，往往出現(xiàn)“一站主變，兩種聲源”。

(2)頻率較低，傳播距離遠(yuǎn)

因設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的低頻噪聲，其特征頻譜主要由兩倍供電頻率及高次諧波成分組成，噪聲貢獻(xiàn)最大的是頻率為100 Hz、200 Hz和400 Hz的噪聲，而100 Hz以下及800 Hz以上頻段的噪聲貢獻(xiàn)較小。聲源A聲級(jí)強(qiáng)度并不大，如表1所示，但低頻噪聲的特點(diǎn)是隨距離增加而遞減的速度較慢，聲波較長，可輕易跨越障礙物，長距離奔襲后仍可直入人耳[1]，加上其24 h持續(xù)運(yùn)行的特點(diǎn)，令受聲者的煩躁感顯著增加。

表1 主變壓器聲源強(qiáng)度招標(biāo)要求

(3)識(shí)別度高，貢獻(xiàn)值低

雖然變電站各聲源發(fā)出的噪聲在環(huán)境中的識(shí)別度很高，且隨距離衰減較慢，影響人們正常的生活、工作環(huán)境，但因我國聲環(huán)境評價(jià)中以A聲級(jí)量值為主，測量值卻較低。對其采取的監(jiān)測方法僅能依靠現(xiàn)行的《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》與《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》。大量實(shí)測結(jié)果表明，變電站在采用滿足表1所列強(qiáng)度限值的“低噪聲”設(shè)備后，對聲環(huán)境的貢獻(xiàn)值較低，項(xiàng)目建設(shè)前后的夜間噪聲測量值相差不大。

1.2 高壓線項(xiàng)目噪聲特點(diǎn)

高壓線對環(huán)境的噪聲影響主要來源于電暈放電和線路風(fēng)噪，這兩種噪聲又各有特點(diǎn)。

(1)電暈放電

國內(nèi)外相關(guān)研究表明[2]，電暈放電會(huì)隨著電壓等級(jí)的提高和線路分裂數(shù)的增加而顯著增加。對照實(shí)測結(jié)果可知[3]，在晴好天氣下，交流線路的電暈噪聲極低，而僅在雨天、霧天等現(xiàn)有監(jiān)測方法規(guī)定的不得監(jiān)測的天氣情況下，電暈噪聲才會(huì)達(dá)到較高且人耳可聽的水平(見表2)。

(2)線路風(fēng)噪

導(dǎo)線風(fēng)噪聲一般是指自然風(fēng)作用在導(dǎo)線上所產(chǎn)生的人耳難以忍受的聲音。風(fēng)噪聲的振動(dòng)頻率大致為50～250 Hz，屬于低頻范圍。導(dǎo)線風(fēng)噪聲在空氣中具有較強(qiáng)的穿透力，隨著空間距離的增大衰減較慢，能傳播到較遠(yuǎn)的地方，一般可達(dá)1 000 m[4]。

表2 交流線路實(shí)測噪聲比較結(jié)果

導(dǎo)線風(fēng)噪聲的性質(zhì)與導(dǎo)線的材質(zhì)、振動(dòng)特性無關(guān)，與導(dǎo)線的外表面形狀、特征、直徑大小以及風(fēng)的情況有很大關(guān)聯(lián)。一般來說，導(dǎo)線的外表面越光滑、風(fēng)越接近層流，則風(fēng)噪聲水平越高[4]。國內(nèi)也開展過低噪聲線路的研究和實(shí)驗(yàn)，但受政策及技術(shù)限制，并未大規(guī)模推廣。

結(jié)合以上兩種聲源的介紹，可知線路噪聲的幾個(gè)特點(diǎn)： 1)產(chǎn)生機(jī)理特殊，并不是普通的振動(dòng)產(chǎn)生聲音； 2)在惡劣天氣情況下聲源強(qiáng)度高； 3)在晴好天氣下噪聲值較低，乃至接近背景值。

2 監(jiān)測方法存在的問題

結(jié)合噪聲特點(diǎn)，對照現(xiàn)行法律法規(guī)和監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，可以發(fā)現(xiàn)，目前我國輸變電項(xiàng)目噪聲監(jiān)測存在的問題主要包括以下幾點(diǎn)：

2.1 監(jiān)測方法行業(yè)針對性不強(qiáng)

雖然電力行業(yè)已經(jīng)發(fā)布了一系列專門針對變壓器和高壓線路噪聲源強(qiáng)的測量方法，如《電力變壓器 第10部分：聲級(jí)測定》及《架空送電線路可聽噪聲測量方法》，但這些已有測量方法均為行業(yè)或國家推薦的測量方法，屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并非評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏強(qiáng)制性。且實(shí)測結(jié)果證明，變壓器與送電線路的A聲級(jí)測量值較低，在背景值環(huán)境下，輸變電項(xiàng)目對聲環(huán)境的貢獻(xiàn)值很低。

2.2 監(jiān)測條件受天氣限制較大

送電線路的噪聲值在陰雨天會(huì)明顯增強(qiáng)?！都芸账碗娋€路可聽噪聲測量方法》中明確要求需要在陰雨天開展線路噪聲測量，但在《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)測量要求中，規(guī)定的測量氣象條件為無雨雪、無雷電天氣，且風(fēng)速在5 m/s以下。兩者要求的測量天氣相沖突。在電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)沖突時(shí)，環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)必須服從于后者，最終導(dǎo)致無法在線路噪聲最大時(shí)開展監(jiān)測工作。

受以上限制，在現(xiàn)行監(jiān)測、評價(jià)體系下，對于群眾的相關(guān)投訴，監(jiān)測單位和管理部門只能對其解釋相關(guān)規(guī)定，并無有效的技術(shù)措施和行政手段予以解決。

3 聲環(huán)評方法存在的問題

對于輸變電項(xiàng)目的聲環(huán)境影響評價(jià)，目前也存在有待商榷之處。

3.1 變電站聲環(huán)境影響評價(jià)的聲源劃分

目前，對于變電站噪聲的關(guān)注度尚顯不足，相關(guān)培訓(xùn)資料中甚至沒有出現(xiàn)變電站噪聲預(yù)測的內(nèi)容[5]。變電站的主要聲源為主變壓器，但對于其聲源類型的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在主要分為兩派，一派認(rèn)為應(yīng)按照面源考慮，另一派則認(rèn)為應(yīng)按照點(diǎn)源考慮。

(1)按面源考慮，將每臺(tái)變壓器作為4個(gè)面源進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)點(diǎn)是比較符合變壓器的客觀實(shí)際情況；但缺點(diǎn)是變壓器并不是向四周均發(fā)出相同的噪聲，測試時(shí)可明顯發(fā)現(xiàn)四個(gè)方向測量值有所差別，且計(jì)算結(jié)果過于復(fù)雜，尤其是對于110 kV和220 kV的項(xiàng)目，與編制報(bào)告表“定性分析”的要求有所矛盾。

(2)按點(diǎn)源考慮則與按面源考慮恰恰相反，優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單，對照以往的驗(yàn)收數(shù)據(jù)，預(yù)測結(jié)果與實(shí)測結(jié)果相近，滿足定性分析的要求；缺點(diǎn)是不考慮變壓器的形態(tài)和體積，與客觀情況有所差別。

3.2 高壓線聲環(huán)境影響評價(jià)的預(yù)測難題

首先可以肯定的是，將高壓線作為線聲源考慮在目前是沒有爭議的[5]，評價(jià)方法主要采用美國邦納維爾電力局(BPA)的計(jì)算公式。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，該公式的預(yù)測結(jié)果與實(shí)測值也比較接近?？梢哉f，高壓線聲環(huán)境貢獻(xiàn)值的預(yù)測是有據(jù)可依的。預(yù)測值與實(shí)測值均表明，在晴好天氣下，線路對聲環(huán)境貢獻(xiàn)值較低，疊加上本底值，仍可滿足所在功能區(qū)要求。因此，在環(huán)評及審批過程中，環(huán)評單位及審批部門均認(rèn)可對線路噪聲預(yù)測進(jìn)行簡化，采用類比法進(jìn)行評價(jià)。

但與變電站噪聲不同，架空線路由于常常穿越居住區(qū)，且處于高空之中，對四周人群造成的影響更大，惡劣天氣情況下引起受聲者的不快感和恐懼感也大大強(qiáng)于普通噪聲及變電站噪聲。高壓線噪聲在陰雨天會(huì)顯著增加，且與濕度、雨量、風(fēng)速均呈正相關(guān)，卻又缺少具體的增長參數(shù)。因此，由于缺少了權(quán)威計(jì)算方法及相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對于架空線路在惡劣天氣情況下對環(huán)境的影響，在實(shí)際環(huán)評工作中往往成為盲區(qū)。

4 加強(qiáng)輸變電聲環(huán)評的對策建議

針對以上提出的噪聲特點(diǎn)，以及現(xiàn)存的其他涉及輸變電的噪聲問題，建議各方應(yīng)群策群力，從以下幾個(gè)方面入手，加強(qiáng)輸變電項(xiàng)目聲環(huán)境影響評價(jià)。

4.1 加大對輸變電噪聲的重視程度

目前，對于500 kV以上的輸變電工程已經(jīng)有了明確的噪聲控制限值及研究方案，但由于110 kV、220 kV輸變電項(xiàng)目產(chǎn)生的噪聲值較低，且基本采用環(huán)評報(bào)告表的方式進(jìn)行評價(jià)，重視程度尚顯不足。因此，首先應(yīng)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，考慮到110 kV、220 kV電壓等級(jí)項(xiàng)目往往更多地建設(shè)在環(huán)境敏感區(qū)，周圍環(huán)境敏感目標(biāo)相比500 kV以上電壓等級(jí)項(xiàng)目更多且更加敏感，所以需將較低電壓等級(jí)的輸變電項(xiàng)目可能對環(huán)境產(chǎn)生的噪聲影響也納入日常管理和研究范疇。

4.2 加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和測量規(guī)范的制訂

如前文所述，目前很多問題的產(chǎn)生是因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測規(guī)范上存在著空白，甚至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)存在沖突，導(dǎo)致監(jiān)測單位和管理部門在實(shí)際工作過程中困難重重。因此，應(yīng)立足實(shí)際環(huán)保要求及監(jiān)測需求，推動(dòng)起草針對輸變電項(xiàng)目的噪聲排放限值標(biāo)準(zhǔn)及測量規(guī)范，尤其是在變壓器低頻噪聲及線路惡劣天氣噪聲方面的限值及測量方法。

4.3 加強(qiáng)輸變電設(shè)施聲源特性研究

由于對輸變電項(xiàng)目噪聲特點(diǎn)的理論基礎(chǔ)尚存在不足，因此，應(yīng)在科研領(lǐng)域加強(qiáng)對輸變電項(xiàng)目聲源特性的研究。一方面，需將模型預(yù)測方法進(jìn)行細(xì)化，針對不同尺寸、不同敏感程度、不同電壓等級(jí)的項(xiàng)目制訂不同的預(yù)測方法，使預(yù)測模式更具說服力；另一方面，要結(jié)合最新工藝技術(shù)，準(zhǔn)確確定聲源強(qiáng)度，使預(yù)測數(shù)據(jù)更具說服力。

4.4 加強(qiáng)新型降噪措施和設(shè)備研究

除加強(qiáng)對噪聲聲源的研究外，還應(yīng)加強(qiáng)對低頻噪聲和線路噪聲降噪措施的研究。一方面，加強(qiáng)低噪聲設(shè)備的應(yīng)用推廣；另一方面，研究行之有效的新型降噪措施，在不影響散熱、安全的前提下，盡可能從聲源和傳播途徑兩個(gè)方面降低噪聲。

5 結(jié)語

隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的日益加速，今后關(guān)于輸變電項(xiàng)目的聲環(huán)境問題將日益突出。在現(xiàn)階段，需正視問題，積極開展有針對性和前瞻性的研究，起草行業(yè)專屬的噪聲限值與測量規(guī)范，并提煉出一套經(jīng)得起推敲的可推廣的評價(jià)體系及方法，為未來輸變電噪聲環(huán)評及環(huán)境管理工作規(guī)范方法、奠定基礎(chǔ)。

[1] 曹家新. 結(jié)構(gòu)噪聲中低頻噪聲污染的環(huán)境監(jiān)測[J]. 四川環(huán)境, 2014, 33(1): 81- 86.

[2] 譚聞, 張小武. 輸電線路可聽噪聲研究綜述[J]. 高壓電器, 2009, 45(3): 109- 112.

[3] 王衍東, 錢廣忠. 特高壓直流輸電線路可聽噪聲的研究[C]//2007中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集, 深圳: [出版者不詳], 2007.

[4] 尤傳永. 輸電線路低噪聲導(dǎo)線的開發(fā)研究[J]. 電力建設(shè), 2005, 26(9): 1- 5.

[5] 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境影響評價(jià)工程師職業(yè)資格登記管理辦公室. 輸變電及廣電通信類環(huán)境影響評價(jià)[M]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2009.

Analysis on Problems in Sound Environmental Impact Assessment of High Voltage Power Transmission and Transformation Projects

LIN Ju, HU Jian-wei

(Jiangsu Radiation Environmental Protection Consultation Center, Nanjing 210019, China)

With the acceleration of state grid construction, the problems on sound environmental impact assessment of high voltage power transmission and transformation projects are getting worse. Based on the actual situations, the characteristics of noise have been summarized, and the problems on monitoring and evaluation methods have been pointed out such as lack of standards, varied monitoring results due to different weather conditions, varied understanding of sound sources, and prediction difficulties. Related solutions and suggestions have been brought forward to improve the effectiveness of the prediction and evaluation in terms of standards formulation and research, etc.

high voltage power transmission and transformation; substation noise; line noise; monitoring and evaluation

2014-06-20

林炬，男，江蘇南京人，工程師，主要從事輻射項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)及檢測工作，E-mail： linju@jsrepc.com

10.14068/j.ceia.2015.02.015

X827

A

2095-6444(2015)02-0054-03