非晶合金干式變壓器兼具節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)緊挨居民樓或置于地下負(fù)一層, 配電房設(shè)計(jì)可分為共墻式和獨(dú)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(chǎng)所,造成噪聲污染。
1.1 環(huán)境噪聲國家標(biāo)準(zhǔn)
《中華人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》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(biāo)準(zhǔn)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(jí)為15~45dB,配電房設(shè)備傳至相鄰房間的噪聲超過了規(guī)范要求時(shí),將干擾居民的正常生活作息,因此,干式變壓器投運(yùn)后運(yùn)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(fù)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(jī)械性噪聲,主要是變壓器鐵芯、繞組、磁屏蔽等振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。
產(chǎn)生噪聲的主要機(jī)理為:變壓器鐵芯的合金鋼片在周期性交變磁力場(chǎng)作用下發(fā)生磁致伸縮引起振動(dòng),產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。磁致伸縮就是鐵芯在勵(lì)磁時(shí),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(lì)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(duì)非晶合金鐵芯振動(dòng)所受的約束就比較小,振動(dòng)量級(jí)相對(duì)其他材質(zhì)變壓器較大,相應(yīng)由非晶合金鐵芯及線圈振動(dòng)向外輻射的噪聲也更大。另外,通電的干式變壓器內(nèi),導(dǎo)線、鐵芯在渦流作用下,輻射出來的噪聲遠(yuǎn)比單一頻率震動(dòng)產(chǎn)生的噪聲復(fù)雜得多。
(2)干式變壓器運(yùn)行時(shí)鐵芯振動(dòng)時(shí)會(huì)通過基礎(chǔ)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(dòng)引起變壓器結(jié)構(gòu)及支撐裝置的振動(dòng)甚至形成共振, 引起額外的噪聲輻射, 有時(shí)甚至是主要噪聲的根源。
(3)變壓器安裝不平穩(wěn),運(yùn)行過程中也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),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(chǎng)使母線產(chǎn)生振動(dòng)也引起變壓器母線橋整體振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。
1.3 噪聲傳播途徑
室內(nèi)運(yùn)行的干式變壓器振動(dòng)產(chǎn)生噪聲主要通過3 種途徑進(jìn)行傳播:
(1)空氣噪聲。由變壓器及底座等設(shè)備振動(dòng)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(jìn)行傳播。
(2)一次固體噪聲。由變壓器及底座等設(shè)備振動(dòng)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(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)向周圍輻射空氣噪聲,空氣噪聲的壓力波再次激發(fā)設(shè)備機(jī)構(gòu)、房屋等結(jié)構(gòu)件,使結(jié)構(gòu)件振動(dòng),再由結(jié)構(gòu)表面向外輻射噪聲,為二次固體噪聲。
通過對(duì)小區(qū)配電房結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境進(jìn)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(dòng)通過設(shè)備傳播至基礎(chǔ),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(dòng)而引起噪聲聲波; 配電房?jī)?nèi)空氣聲通過門窗、排氣通風(fēng)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(dòng)降噪與被動(dòng)降噪。主動(dòng)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(jìn)行推動(dòng),作為運(yùn)行單位無法實(shí)施。因此,被動(dòng)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(dá)到降噪的效果。
降低干式變壓器噪聲主要措施