城市附建式变电站噪声的分析与治理

张雪峰,黄有为

（深圳市供电规划设计院有限公司,广东 深圳 518000）

0 研究背景

随着城市中心区负荷密度的持续增长，建设用地越发紧张，城市变电站的选址难度也日益加剧。为提高用地综合利用价值，附建式变电站作为一种经济、有效的解决方案，正逐渐被越来越多的城市所采用。此类变电站以贴临或内建的形式依附于商业、办公、居住等主体建筑，很大程度上解决了城市中心区用地稀缺与用电需求之间的矛盾[1]。然而，正是由于这类变电站多修建于居住和办公人群密集的1类（昼间≤55dBA，夜间≤45 dBA）或2类（昼间≤60dBA，夜间≤50 dBA）声环境区[2]，变压器、电抗器、SVG等设备在高负荷作业时，变电站场地噪声排放明显高于规范限值，如不采取适当措施，将不可避免地对附近居民及环境造成影响。

1 噪声源分析

1.1 典型噪声源

主变压器：变压器工作时的噪声频率范围在100Hz-500Hz，峰值频率多出现在250Hz和500Hz，其特点是噪声声级大、频率低，因此透射能力较强，是附建式变电站中最主要的噪声源，也是影响程度最大的声源。

电抗器：电抗器在在交流电压下工作时，排放的噪声主要以100 Hz 为主，且发生强度较大，是附建式变电站中噪声来源的主要因素之一。

散热设备：轴流风机等散热设备工作时噪声主要以叶片产生的空气动力性噪声为主，噪声频谱范围在3kHz-8kHz，属于高频宽幅噪声。另外，风机外壳及通风管道的共振也会激发一定噪声。在环境温度较高的夏天，散热设备的噪声尤为明显。

1.2 噪声的传播途径

空气传播：指主变压器和电抗器等设备作为噪声源向外辐射的噪声通过空气作为介质向外传播，是站内噪声向室外排放的主要传播方式。

结构传播：指设备发出的噪声还将通过与设备连接或接触的固体介质向外传递。比如，变压器、电抗器以及散热风机的噪声（振动）通过地面和冷却管道壁面传向室外。

2 噪声治理措施

变压器和电抗器作于变电站中的主要噪声源，在其设计、加工工艺、装配工艺等方面进行优化可以在一定程度上降低设备的噪声排放，但目前从根本上解决设备的电磁噪声和振动噪声问题是比较困难的，因此在传播途径上抑制噪声向外排放十分重要，主要包括吸声、隔声、消声、阻尼减振等降噪措施。

2.1 壁面隔声、吸声处理

由于变压器与电抗器的体型较大，而附建式变电站设备用房体积相对较小，特别是主变室的四侧墙面距变压器的外壳较近，设备噪声将经墙面、地面、变压器外壳等多次反射产生较强的混响噪声。因此，室内的吸声降噪处理是附建式变电站噪声控制的关键措施之一，壁可以有效降低室内混响声，同时降低噪声外传播强度。考虑到变压器和电抗器等主要设备的噪声频谱特性，在进行吸声处理设计时应优先选择低频吸声性能好的吸声构造，以确保吸声处理可以达到良好的降噪效果。从散热角度考虑，主变室和电抗器室内的吸声处理不宜采用蓄热性能较好的玻璃棉或矿棉等吸声材料，而应采用导热性良好的金属吸声材料，如金属纤维复合吸声构造就同时具有良好的低频吸声性能与导热性能。

2.2 隔声门窗选用

由于门窗的隔声性能通常比墙体要弱，声波会透过门（窗）扇和门（窗）缝传到室外，门窗的隔声性能决定了外墙的整体隔声性能。普通门窗的隔声量只有15dBA-20dBA，而专业隔声门在125-500Hz的隔声量可以达到35dB或更高。并且，隔声窗在125-500Hz的隔声量也应达到30dB以上才能保证整体隔声效果。

2.3 自然进风口消声百叶选用

考虑到通风消声百叶属于隔声性能最薄弱的维护构件，应在满足主变压器散热的前提下尽量缩小尽然进风口的面积。另外，消声百叶的厚度与其隔声性能并非呈线性增长，且结构越厚，气流阻力越大，越不利于散热。权衡以上因素，主变室自然进风口宜选用选用了厚度在400mm以内且隔声量Rw≥15dBA的通风消声百叶。

2.4 设备减震处理

硬性安装变压器与电抗器等本体振动大的设备会产生非常不利的影响，振动将直接通过地面传递至室外。在设备底部安装隔振器，降低因设备本体的扰力作用引起的机器支承结构或地基的振动对于降低噪声效果明显。此外，散热设备与变压器和电抗器之间应采用柔性连接方式，刚性接触面之间设置橡胶垫或涂刷阻尼材料。

2.5 风机与通风管道消声处理

风机与通风管道的消声处理主要通过管道隔声，风机进出风口加装消声器和隔振措施来实现。设计时应尽量选用高效、低噪音的风机，根据设备温度采用可变速风扇。同时在进风风机的进风端与排风机的出风端安装高性能的阻尼消声器。此外，通风管道在固定或拼接处应采用高阻尼的柔性连接减小振动，在安装时尽量避免弯道多、截面突变等问题。

3 结论

附建式变电站地处城区，变电站噪声会通过进排风管道、门窗、通风百叶等对主体建筑和周围环境产生影响，尤其是对毗邻变电站的居民住宅，噪声排放问题必须引起足够的重视。对于这类特殊的附建式变电站，采取的噪声控制手段应该是隔声、吸声、消声相结合的综合措施。此外，在选购变电站内强噪声设备，如主变压器、电抗器、散热设备时，应充分考虑其低噪声的性能指标，尽可能减轻后期噪声治理的经济成本和技术压力。

[1]李福权.附建式变电站的建设设计探讨[J].大众用电,2012(10):16-17.

[2]声环境质量标准[S].GB 3096-2008.

[3]李明,陈锦栋. 城市110kV室内变电站噪声控制的分析[J].噪声与振动控制,2012(01):105-108.