变电站大功率电气设备电磁噪声影响与防治研究

毛坤

（上海恒敬电力科技有限公司，上海 201613）

随着社会经济发展速度的不断提高，电能的利用也得到了不断的普及。人们在生活和工作中经常会利用各种类型的电器，但是也增加了电磁噪声，对电气环境带来了负面影响。在人们日常工作和生产过程中，电磁噪声产生的影响较小，但在工业应用过程中，电磁噪声的影响比较大，电磁噪声会危害人体健康，导致人们心理上产生不舒服的感觉，还会引发失聪和心脑血管等疾病，甚至会威胁到人们的神经系统。在变电站运行过程中，技术人员需要分析变电站大功率电气设备电磁噪声的影响，提出针对性的防治措施。应向工作人员普及电磁噪声影响的危害性，使其重视防治工作，避免因为电磁噪声影响到人们的身心健康。

1 分析变电站大功率电气设备噪声产生的原因

机械部件和空间容积振动会引发电磁噪声，噪声主要分为不同的类型，其中包括低频率噪声，低频率噪声递减速度比较慢，此外还包括中高频率噪声，这种噪声递减速度非常快，因此二者具有较大的差异性。因为电磁噪声具有较长的声波波长，在传播过程中可以穿透障碍物，实现远距离传播，最终传递到人们的耳朵里［1］。

社会经济发展水平不断提高，也逐渐增加了电力需求，因此需要不断建设变电站。在变电站运行中，大功率电气设备发挥着重要作用，其使用数量也逐渐增加。在各种因素的影响下，电气设备运行过程中会产生噪声，危害到工作人员的身体健康。下面分析变电站大功率电气设备噪声影响和成因。

1.1 震动

电气设备在运行阶段会产生不同程度的震动，这种振动也会引发环境地面共振，震动会借由地面向附近的建筑物传递，导致建筑物梁体和梁柱随之发生振动，因此对建筑物造成损害。振动还会影响到建筑内部的人员，通过空气扰动传播到人耳中，这里产生的空气声就是所谓的电磁噪声［2］。

1.2 流体运动

变电站大功率电器设备中普遍存在流体，流体在运行过程中将同样会产生噪声影响。变电站大功率电气设备电磁影响会传入人耳，这些电磁影响会通过建筑的门窗，最终引发出电磁噪声影响。

2 分析变电站大功率电气设备电磁噪声影响的危害性

变电站大功率电气设备的电磁噪声不仅会伤害人的生理结构，还会对人的心理造成危害，导致人们产生负面情绪。经过研究发现，如果工作人员长期处于噪声环境中，将会导致工作人员产生暴躁等负面情绪而无法专注于自身的工作并会引起耳鸣耳痛等问题，还会损伤工作人员的视力。此外，变电站大功率电气设备产生的电磁噪声也会危害到工作人员的心脑血管系统，从而影响人体的血糖血脂。因为高频听力会导致人体鼓膜受到损伤，所以电磁噪声也会损伤人的语言听力［3］。电磁噪声会损害人体听觉，导致人体大脑皮层受到刺激，进而影响到内分泌调节功能，使人分泌更多的胰岛素［4］，所以变电站工作人员的血糖血脂通常比较高。

3 变电站大功率电气设备电磁噪声的防治措施

3.1 传统噪声防治措施

变电站工作人员可以利用传统的噪声防治措施控制变电站大功率电气设备的噪音，因为变电站大功率电气设备噪音主要是来自设备的震动，电气设备出现振动之后，将会沿着建筑结构广泛传播噪音。声能在建筑结构中可以快速传播，同时可以在建筑内大量传播声能。因此变电站工作人员需要采取针对性的措施，阻断电磁噪声的传播，避免在建筑内大范围地传播电磁噪声［5］。

变电站工作人员需要设置围护结构，以便有效隔离低频声量，因为变电站大功率电气设备震动可以通过建筑传递。如果建筑材料相同，材料质量和厚度等因素将会影响到隔声效果，因此合理增加材料质量和厚度，可以优化隔音效果。电磁噪声在实际传播过程中，如果障碍物的尺寸波长比较小，那么将会引发衍射声能。变电站工作人员可以利用围护结构，避免持续性传播电磁噪声。例如：某变电站在防治变电站大功率电气设备电磁噪音的过程中，在室内设置浮筑结构，通过利用刚体减振器和橡胶板条以及橡胶减振器等构建，可以降低电磁噪声对人体产生负面影响［6］。

通过吸收电磁噪声也可以降低噪音的影响，变电站工作人员在处理电磁噪声的过程中可以发挥共振吸声结构的作用。共振吸声结构在运行过程中，如果入射声波频率和共振吸声结构运行频率一致，共振吸声结构会产生共振效应。此外，一些电磁噪音属于低频噪声，对比高频声波，这类电磁噪声很容易发生共振，有利于发挥共振吸声结构的作用。

3.2 先进的噪声防治措施

一些专家针对变电站大功率电气设备噪声影响，提出了有源消声理念。利用声波消声方式，可以有效控制和消除噪声。工作人员需要结合变电站大功率电气设备噪音声波震动的幅值，选择位相相反的声波，并利用声波的相消性，就可以有效地控制和消除噪声。在防治变电站大功率电气设备电磁噪音的过程中，可以利用有源消声技术，对比传统的噪声防治措施，有源消声技术能更便利、更高效地防治电磁噪声。例如：某个变电站的电力变压器在实际运行阶段产生电磁噪声，严重危害变电站工作人员的身心健康，变电站技术人员在电磁噪声控制阶段就可以利用有源消声技术。技术人员首先需要分析变压器的电磁噪声频谱，然后完善大功率电气设备电磁噪声污染的检测（如图1所示）。

图1 系统主要功能模块结构图

在设计有源噪声控制系统的过程中，首先要利用系统结构算法，在选择技术之前，需要利用前馈控制系统算法，工作人员可以利用FIR滤波器递归估计和调整相关数据，落实前馈补偿优化。其次要开展反馈补偿分析，利用传感器和前馈补偿器传递信息，有效补偿声音。最后要优化布放传感器，分析变电站大功率电气设备电磁噪声的传播速度，从而确定传感器最佳布放方案。技术人员在控制变压器电磁噪声的过程中，利用有源噪声控制系统，通过系统收集初级声源信号和误差信号，降低变压器产生的电磁噪声，从而实现电磁噪声防治。因此，变电站在防治电磁噪声的过程中，可以推广利用有源消声技术，并根据变电站大功率电气设备运行状态，设计出有源噪声控制系统，从而有效地控制电磁噪声。

4 结论

变电站大功率电气设备在运行过程中必然会产生电磁噪声，因此变电站需要采取针对性的控制措施。变电站工作人员需要了解变电站大功率电器设备电磁污染的成因，高度重视电磁污染问题，并根据电磁噪声的实际情况，合理利用传统的噪音控制方法，也可以利用先进的有源噪声控制方法，高效地防治电磁污染，保障工作人员的身心健康，实现变电站的可持续发展。