彭添生

摘 要：環(huán)境污染與治理一直是國際社會關(guān)注的熱點(diǎn)問題，而環(huán)境振動和噪聲污染問題已被國際環(huán)境保護(hù)組織協(xié)會列為第七大污染。若振動與噪聲問題處理不好，勢必造成居民樓內(nèi)環(huán)境振動和噪聲污染問題，從而影響人民群眾的生活質(zhì)量?；诖?，文章主要對室內(nèi)配電房及變壓器結(jié)構(gòu)的傳聲治理進(jìn)行了研究，以期能夠?yàn)槲覈h(huán)境噪音處理工作提供參考。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)配電房；變壓器結(jié)構(gòu)；傳聲治理設(shè)計(jì)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，因城市居民小區(qū)配電變壓器環(huán)境振動與噪聲擾民問題呈快速上升趨勢，并且已經(jīng)成為電力行業(yè)被投訴的熱點(diǎn)問題。配電房是重要的電力樞紐站之一，隨著現(xiàn)代化城市和工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)用地越來越緊張，變壓器及配電房等小區(qū)變配電設(shè)施很多開始安置在居民樓內(nèi)。然而配電房內(nèi)各種電氣設(shè)備特別是變壓器運(yùn)行時會產(chǎn)生環(huán)境振動和噪聲，不可避免地會對建筑內(nèi)的居民生活環(huán)境和生活品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

一、配電房噪聲頻率特性及傳播途徑

配電房結(jié)構(gòu)可以看成由棒狀（如梁、柱）和板狀（如側(cè)墻、樓板、地板）等基本構(gòu)件組成，其某一構(gòu)件受激發(fā)力作用產(chǎn)生振動會以彈性波的形式沿該構(gòu)件傳播出去，在構(gòu)件與構(gòu)件聯(lián)結(jié)的地方，一部分彈性波在界面上反射，另一部分彈性波則通過界面進(jìn)入相鄰構(gòu)件，如此這樣在結(jié)構(gòu)中由近及遠(yuǎn)的傳遞，使各個構(gòu)件相應(yīng)地振動，并進(jìn)一步向周圍空間輻射再生空氣聲。

（一）噪聲源識別及頻率特性研究

居民住宅小區(qū)內(nèi)引起結(jié)構(gòu)傳聲的固定設(shè)備主要有：變壓器、電梯、水粟、空調(diào)機(jī)、強(qiáng)排風(fēng)機(jī)等設(shè)備。電磁噪聲主要由硅鋼片的磁致伸縮和繞組中的電磁力引起的，機(jī)械噪聲則是設(shè)備振動、冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)引起的。目前室內(nèi)變壓器大多為干式變壓器，研究表明干式變壓器噪聲主要是由鐵磁致伸縮引起，鐵心勵磁時，由晶粒間交換作用力引起的桂鋼片尺寸沿磁力線方向伸長、垂直于磁力線方向縮短。該伸縮使得鐵心隨著勵磁頻率和磁通密度的變化而發(fā)生周期性的振動，進(jìn)而產(chǎn)生本體噪聲。

（二）固體噪聲與空氣噪聲傳遞的定性分析

室內(nèi)運(yùn)行的各種固定設(shè)備都是振源（或噪聲源），通常有振動就有噪聲。對于人體主觀感受來講，振動通過人體觸覺來感知，噪聲通過人體聽覺來獲??；從傳播介質(zhì)來講，振動與噪聲都可以借助固體介質(zhì)和流體介質(zhì)傳播。振動源（或噪聲源）產(chǎn)生噪聲有三種途徑：設(shè)備振動通過其表面向空氣中直接福射噪聲，為空氣噪聲；設(shè)備振動經(jīng)由基座傳至結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)表面向外轄射噪聲，為一次固體聲。

（三）固體噪聲與空氣噪聲傳遞的定量分析

變壓器設(shè)備向外界福射噪聲，首先要通過其機(jī)座、防護(hù)罩向外界傳播固體聲及空氣聲，因此，可以計(jì)算在變壓器的機(jī)座、防護(hù)罩（聲源）的聲強(qiáng)、聲功率，以聲功率數(shù)值的大小來甄別噪聲傳播的可能主要途徑。

二、基于雙層隔振的結(jié)構(gòu)傳聲控制研究

配電房傳聲控制一般釆用吸聲、隔聲措施或簡單的單層隔振。其中，在傳播途徑中采用吸聲、隔聲、消聲等措施來降低空氣傳播的噪聲，如在變壓器外加裝隔音箱、隔音棉或變電站及配電房墻壁加一層吸聲板、隔音板是一種可行的選擇。

（一）變壓器整機(jī)特性

變壓器主要部件有：鐵心、繞組、冷卻設(shè)備，下面將逐一分析其各自的尺寸特性、質(zhì)量分布、振動方向。

第一，鐵心結(jié)構(gòu)。為了充分利用圓形繞組的內(nèi)部空間，鐵心通常采用不同標(biāo)準(zhǔn)寬度的桂鋼片疊積而成，其截面形狀接近圓形截面，鐵心振動是由于鐵心片磁致伸縮引起，磁致伸縮變形為沿磁力線方向的伸長或縮短。第二，變壓器繞組。通常變壓器繞組為圓筒形，低壓繞組套裝在鐵心柱上，高壓繞組套裝在低壓繞組外側(cè)，高壓繞組外側(cè)套裝絕緣筒，且鐵心、低壓繞組、高壓繞組和絕緣筒均為同心橢圓形截面。第三，冷卻設(shè)備。風(fēng)機(jī)噪聲主要為葉片旋轉(zhuǎn)與空氣摩擦造成，風(fēng)機(jī)振動主要為葉片或轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)造成不平衡力矩，但是由于對稱布置，旋轉(zhuǎn)方向相對，不造成擾動力矩的疊加，只造成基座槽鋼呈梁式彎曲振動。

（二）雙層隔振系統(tǒng)隔振機(jī)理

雙層隔振就是在一次隔振的基礎(chǔ)上再加一層彈簧和阻尼器進(jìn)行二次隔振，如圖1（a）所示。該系統(tǒng)分為雙層，機(jī)器設(shè)備本體為上層質(zhì)量塊，上層質(zhì)量塊振動產(chǎn)生總是與擾動力方向相反的慣性力，該慣性力被彈簧放大，振動能量衰減增加，傳給下層的擾動力已減??；上層傳至下層的傳遞力成為下層的擾動力，激起中間質(zhì)量塊振動而產(chǎn)生總是與擾動力方向相反的慣性力，使振動能量再次衰減，傳給基礎(chǔ)的擾動力為。上下兩層之間的矢量關(guān)系如圖1（b）所示。

（三）噪聲抑制方法

抑制噪聲和振動的方法主要可以分為三大類：被動控制、振源主動控制和振動抑制。

三、結(jié)語

噪聲污染作為環(huán)境污染的一類，其對人們的生活也會帶來嚴(yán)重的影響。對室內(nèi)配點(diǎn)房基變壓器結(jié)構(gòu)傳聲治理進(jìn)行研究，了解其隔離機(jī)理，合理選擇變壓器，能夠及時解決噪聲污染問題，為人們生活提供便利條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鐵楠，胡勝，吳曉文，彭繼文，盧鈴.室內(nèi)干式配電變壓器噪聲聲場傳播特性及治理[J].湖南電力，2017（02）：15-19.endprint