非晶合金干式變壓器兼具節(jié)能性和經(jīng)濟性,在新建小區(qū)中得以推廣和使用。為了節(jié)省地面空間,開發(fā)商將配電房設計緊挨居民樓或置于地下負一層, 配電房設計可分為共墻式和獨立式配電房,因此干式變壓器的噪聲容易通過墻體或者過道傳向居民生活場所,造成噪聲污染。
1.1 環(huán)境噪聲國家標準
《中華人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》規(guī)定了城市五類區(qū)域的環(huán)境噪聲最高限值,其中居住區(qū)屬于Ⅰ類標準的適用區(qū)域,該地區(qū)白天不超過55dB,晚上則不超過45dB,正常人能接受聲音壓級為15~45dB,配電房設備傳至相鄰房間的噪聲超過了規(guī)范要求時,將干擾居民的正常生活作息,因此,干式變壓器投運后運行過程中噪聲必須符合上述國家環(huán)保要求。
1.2 噪聲產(chǎn)生的主要原因及分析
非晶合金干式變壓器產(chǎn)生噪聲的形式很復雜,主要有以下幾種:
(1)非晶合金干式變壓器的電磁噪聲,屬于機械性噪聲,主要是變壓器鐵芯、繞組、磁屏蔽等振動產(chǎn)生的噪聲。
產(chǎn)生噪聲的主要機理為:變壓器鐵芯的合金鋼片在周期性交變磁力場作用下發(fā)生磁致伸縮引起振動,產(chǎn)生振動噪聲。磁致伸縮就是鐵芯在勵磁時,沿磁力線方向非晶合金鋼片的尺寸要增加,而垂直與磁力線方向非晶合金鋼片的尺寸要縮小,磁致伸縮使得鐵芯隨著勵磁頻率的變化之間的磁力吸引而產(chǎn)生,主要出現(xiàn)在鐵芯邊緣和鐵的接縫之間,但是由于非晶材料的特殊性,非晶合金鐵芯不能用夾件過分壓緊,因此對非晶合金鐵芯振動所受的約束就比較小,振動量級相對其他材質(zhì)變壓器較大,相應由非晶合金鐵芯及線圈振動向外輻射的噪聲也更大。另外,通電的干式變壓器內(nèi),導線、鐵芯在渦流作用下,輻射出來的噪聲遠比單一頻率震動產(chǎn)生的噪聲復雜得多。
(2)干式變壓器運行時鐵芯振動時會通過基礎以及臨近建筑結(jié)構(gòu)件向周圍傳播,并可能誘發(fā)結(jié)構(gòu)性噪聲[ 2 ]; 鐵芯的振動引起變壓器結(jié)構(gòu)及支撐裝置的振動甚至形成共振, 引起額外的噪聲輻射, 有時甚至是主要噪聲的根源。
(3)變壓器安裝不平穩(wěn),運行過程中也會產(chǎn)生振動,從而放大變壓器自身及周邊因素引起的噪聲。變壓器和配電柜邊連接的母線要通過大電流,漏磁場使母線產(chǎn)生振動也引起變壓器母線橋整體振動產(chǎn)生噪聲。
1.3 噪聲傳播途徑
室內(nèi)運行的干式變壓器振動產(chǎn)生噪聲主要通過3 種途徑進行傳播:
(1)空氣噪聲。由變壓器及底座等設備振動直接通過其表面向空氣中直接輻射噪聲,主要以空氣為介質(zhì)進行傳播。
(2)一次固體噪聲。由變壓器及底座等設備振動經(jīng)由基座傳至結(jié)構(gòu),通過結(jié)構(gòu)表面向外輻射噪聲,為一次固體噪聲。
(3)二次固體噪聲。變壓器及其設備產(chǎn)生振動向周圍輻射空氣噪聲,空氣噪聲的壓力波再次激發(fā)設備機構(gòu)、房屋等結(jié)構(gòu)件,使結(jié)構(gòu)件振動,再由結(jié)構(gòu)表面向外輻射噪聲,為二次固體噪聲。
通過對小區(qū)配電房結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境進行了大量調(diào)查研究,非晶合金干式變壓器噪聲向樓內(nèi)用戶傳播途徑有:變壓器振動通過設備傳播至基礎,再經(jīng)墻體、柱、樓板等結(jié)構(gòu)傳播至居民室內(nèi),居民室內(nèi)墻面、樓面表面向外輻射一次固體噪聲;配電房空氣聲壓力波直接激發(fā)墻體、樓板等結(jié)構(gòu)振動而引起噪聲聲波; 配電房內(nèi)空氣聲通過門窗、排氣通風孔、管路及留孔等孔洞衍射,然后通過門窗等孔縫傳播至居民室內(nèi)。
通過上述分析,可以將降噪技術(shù)分為主動降噪與被動降噪。主動式的降噪是通過改變干式變壓器的結(jié)構(gòu)降低干式變壓器的固有噪聲,目前需要由干式變壓器的制造商來進行推動,作為運行單位無法實施。因此,被動降噪就成了干式變壓器降噪的重要途徑,即通過減弱、隔斷上述噪聲的傳播途徑而達到降噪的效果。
降低干式變壓器噪聲主要措施