樊超，王廣克，杜鵬宇，侯東，田一，孫曉光，韓鈺，肖偉民

（1.全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司，北京 102211；2.國網(wǎng)石家莊供電公司，石家莊 050000；3.北京市勞動保護科學(xué)研究所，北京 100054）

1 引言

隨著城市化進程的加快，很多變電站周邊都建起了新樓盤，這種“先有站、后有樓”的模式，造成了很多變電站的噪聲投訴，特別是戶外變電站，變壓器露天布置，距離廠界較近，幾乎無任何遮蔽，變壓器產(chǎn)生的噪聲直達廠界周邊的敏感建筑物，影響居民的正常生活[1、2]。

目前，針對戶外變電站，主要采用聲屏障和隔聲罩等降噪措施[3、4]。對于隔聲罩降噪措施來說，隔聲罩的隔聲量除受材料本身隔聲性能影響外，還取決于隔聲罩的密封程度。這是由于隔聲罩內(nèi)聲能密度很大，隔聲罩上很小的開孔或縫隙都能傳出很大的噪聲。但在戶外變壓器隔聲罩的設(shè)計中，隔聲罩的頂面往往會對進出線等高點位置產(chǎn)生干涉，由于升高座部位不涉及較強的絕緣需求，目前的做法是依據(jù)升高座的形狀在隔聲罩上開具孔洞，并在隔聲罩與升高座之間預(yù)留出一定間隙，方便隔聲罩頂板的安裝，見圖1。

圖1 隔聲罩與進出線干涉位置圖

有關(guān)研究表明，只要在隔聲罩總面積上開具1%面積的孔洞，其隔聲量就會降低20～25dB[5]。為此，開發(fā)一種變壓器進出線限制條件下的隔聲裝置，對于提升隔聲罩的降噪效果，減少對周邊敏感建筑物的噪聲影響，具有重要的意義。

2 隔聲裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于升高座部位不涉及較強的絕緣需求，在對隔聲罩與升高座干涉位置進行降噪處理時，可以采用隔聲效果較好的材料進行隔聲密封處理，在保證進出線套管能夠從隔聲罩頂板進出的同時，最大限度地減少噪聲向隔聲罩頂部的傳播。在隔聲罩與升高座之間的干涉處理上，采用了三層密封設(shè)計[6]。

2.1 軟連接設(shè)計

該設(shè)計位于升高座外側(cè)與升高座連接區(qū)域，由于該設(shè)計要有效密封隔聲罩與升高座連接的縫隙，隔絕升高座與隔聲罩之間的振動傳遞。因此，應(yīng)采用橡膠材料或其他高絕緣性材料，硅橡膠材料柔軟、彈性好、能有效隔離振動、密封通孔，并具有耐臭氧性、耐紫外光性、耐高低溫性等優(yōu)點，可作為軟連接設(shè)計的優(yōu)選材料。

2.2 高效隔聲設(shè)計

該設(shè)計位于硅橡膠材料的外側(cè)，是隔聲裝置的核心部分。高效隔聲設(shè)計應(yīng)采用“約束阻尼隔聲板+絕緣吸聲材料+穿孔面板”組成的夾心復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)[7～12]，其中，約束阻尼隔聲板選用1mm鍍鋅鋼板+3mm彈性體橡膠+1mm鍍鋅鋼板的復(fù)合結(jié)構(gòu)，絕緣吸聲材料選用容重96kg/m3的硅酸鋁纖維棉，穿孔面板選用鍍鋅鋼板，以有效提升隔聲裝置的降噪效果。

2.3 框架支撐設(shè)計

該設(shè)計位于夾心復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)的外側(cè)，是隔聲裝置的框架支撐部分?？蚣苤卧O(shè)計應(yīng)采用方管或槽鋼結(jié)構(gòu)，方便與隔聲罩邊緣實現(xiàn)有效對接。

通過三層密封設(shè)計，保證了升高座與隔聲罩間的隔聲密封功能，為隔聲罩進出線聲學(xué)密封設(shè)計提供了技術(shù)支持，隔聲裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖2。

圖2 隔聲裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

3 隔聲裝置聲學(xué)測試

依據(jù)上述設(shè)計，按照《聲學(xué)建筑和建筑構(gòu)件隔聲測量第3部分：建筑構(gòu)件空氣聲隔聲的實驗室測量》（GB/T 19889.3—2005）的試驗方法要求，加工出隔聲裝置見圖3，并對其進行隔聲性能測試見圖4。隔聲裝置隔聲性能測試結(jié)果見表1，隔聲性能曲線見圖5。

圖3 隔聲裝置實物圖

圖4 隔聲裝置測試圖

表1 隔聲裝置隔聲性能測試數(shù)據(jù)

圖5 隔聲裝置隔聲性能曲線

從表1和圖5中可看出，隔聲裝置各頻段的隔聲量均在20dB以上，并在500Hz以上的頻段維持在30dB左右。經(jīng)計算，該裝置的計權(quán)隔聲量為30dB，與隔聲罩的隔聲性能相當。

4 隔聲裝置聲學(xué)仿真分析

在隔聲裝置研究的基礎(chǔ)上，進一步檢驗隔聲裝置的降噪效果，利用SoundPLAN軟件對未采用隔聲裝置和采用隔聲裝置隔聲罩的實際降噪效果進行了仿真分析，變壓器選用體聲源，聲壓級設(shè)定為75dB（A），變壓器見圖6。

圖6 隔聲裝置降噪效果仿真圖

從圖6可看出，升高座位置采用隔聲裝置后，變壓器噪聲被有效阻隔在隔聲罩內(nèi)無法向外傳播，從而保證了隔聲罩的整體降噪效果。隔聲罩外升高座附近噪聲水平見表2。

表2 隔聲罩外升高座附近噪聲水平仿真結(jié)果

從表2中可看出，采用隔聲裝置后，升高座上方2m區(qū)域的噪聲值下降了14.7dB（A），說明該隔聲裝置有效解決了隔聲罩與變壓器進出線位置的漏聲問題，有效提升了隔聲罩的降噪效果。

5 結(jié)論

針對戶外變壓器隔聲罩，在變壓器升高座處，采用三層密封設(shè)計的隔聲裝置，可有效密封隔聲罩與升高座之間的縫隙，解決隔聲罩與變壓器進出線位置的漏聲問題，有效提升隔聲罩的降噪效果。經(jīng)檢測，該隔聲裝置計權(quán)隔聲量達30dB；經(jīng)仿真，采用隔聲裝置后，升高座上方2m區(qū)域的噪聲值下降14.7dB（A）。