Понастоящем защитните стени на трансформатори и реактори в битови UHV подстанции често приемат отлети на място бетонни конструкции или рамкирани тухлени и прахови конструкции, които имат определени звукоизолационни ефекти. Въпреки това, поради ниската шумова честота на трансформаторите и реакторите и дългата дължина на вълната на звуковите вълни, техните възможности за дифракция на шума и предаване са много силни, така че ефектите на звукоизолация и намаляване на шума често са лоши. В допълнение, настоящите звукови бариери и звукоизолиращи капаци на UHV подстанции не са специално проектирани за нискочестотните шумови характеристики на подстанцията и ефектът на намаляване на шума не е идеален. Ако можем да разгледаме характеристиките на UHV подстанциите, доминирани от средно- и нискочестотен шум, и приемем композитна звукопоглъщаща структура, която има както заглушаващи, така и звукопоглъщащи функции, се надяваме, че тя може ефективно да намали средночестотния и нискочестотния шум и да има свойства за забавяне на горенето и изолация. Това е от голямо значение за подобряване на качеството на акустичната среда на подстанциите.
Въз основа на това, тази статия анализира характеристиките на интензитета на източника на шум на основното оборудване на UHV подстанцията. С оглед на изискванията материалите в станцията да притежават огнеупорни, изолационни и други свойства, ние избрахме да проведем единични и комбинирани експерименти за звукопоглъщане върху проби от меламинова пяна , проби от микроперфорирани плочи и проби от пеноцимент и предложихме композитна звукопоглъщаща структура, подходяща за намаляване на шума в UHV подстанции. Това има важно практическо насочващо значение за практическите инженерни приложения.
Ⅰ. Анализ на измерване на шума на основно оборудване на подстанция UHV
По време на работа на UHV подстанции основните източници на шум включват трансформатори за високо напрежение, шунтови реактори, конструкции на подстанции и др. Шумът от трансформатора включва телесен шум и шум от охлаждащо устройство, шумът от шунтовия реактор е електромагнитен шум, а шумът от структурата на подстанцията е коронен шум. Коронният шум обикновено е със средна до висока честота, отслабва бързо по време на разпространение и има малък обхват на въздействие. Нискочестотният шум, генериран от вътрешната структура на трансформаторите и шунтовите реактори, отслабва бавно и има широк диапазон на въздействие. Следователно контролът на шума на трансформаторите и шунтовите реактори е фокусът на контрола на шума в подстанциите.
- Анализ на измерване на шума на главния трансформатор
Нивото на звукова мощност на трансформатора се измерва по метода на интензитета на звука. Вземайки еднофазен трансформатор като обект на измерване, разстоянието между предписаната контурна линия и еталонната емисионна повърхност е 2 m и са зададени две предписани контурни линии, разположени на хоризонталната равнина съответно на 2 m и 4 m. Всички точки на измерване са разположени на зададената контурна линия, а хоризонталното разстояние между съседните точки на измерване е 1м. Сондите за интензитет на звука се използват за измерване точка по точка.
Когато натоварването на мощността на една група трансформатори е 2000 MW, резултатите от измерването на интензитета на звука на фаза C на трансформатора в група I. Нивото на звукова мощност, претеглено по А, е най-голямото в честотната лента от 1/3 октава с централни честоти от 100, 125, 160 и 200 Hz на UHV трансформатора. Според механизма за генериране на шум от трансформатора, шумът в тази честотна лента идва главно от електромагнитния шум на тялото на трансформатора. Следователно, когато се намалява шума на трансформатора, трябва да се даде приоритет на намаляването на честотната лента 100~200Hz. По време на измерването натоварването на мощността на една група трансформатори беше стабилно при 2000 MW, а съответното общо A-претеглено ниво на звукова мощност на трансформаторите беше 102.7 dB(A).
- Измерване и анализ на високоволтовия реакторен шум
Методът за измерване на нивото на звукова мощност на реактора е същият като този на трансформатора. Като се вземе фаза B на паралелния реактор в подстанцията UHV като обект на измерване, разстоянието между предписаната контурна линия и еталонната емисионна повърхност е 1 m и са зададени две предписани контурни линии с височини съответно 1.5 m и 3 m. Хоризонталното разстояние между съседни точки на измерване е 1 m.
Анализът показва, че в цялата лента от 1/3 октава нискочестотните компоненти представляват по-голям дял, сред които звуковата мощност при честота 100Hz е най-голяма, достигайки 96.4dB(A), което е с 11.5dB(A) по-високо от нивото на звукова мощност на 200Hz. Звуковата мощност в лентата от 1/3 октава, където се намират 100Hz, представлява 91.2% от еднофазната висока антизвукова мощност. Следователно може да се определи, че явлението смущение в разпределението на звуковото поле на реактора е причинено от 100Hz звукова вълна.
Ⅱ. Експерименти с порести материали и микроперфорирани плочи
При проектирането на шумопоглъщащи инженерни решения често е трудно да се постигне очакваният ефект на намаляване на шума чрез използване на един-единствен материал за звукопоглъщане и изолация. Поради това, често се използват комбинирани звукопоглъщащи материали за намаляване на шума. Особено в закрити пространства с по-големи обеми и по-дълго време на реверберация, приложението е доста често срещано. За да се изучи звукопоглъщащата структура, подходяща за контрол на шума в UHV подстанции, първо трябва да се вземат предвид изолационните и огнеупорните свойства на материала, и второ, трябва да се комбинират специфични мерки за определяне на звукопоглъщащата структура.
Понастоящем перфорирани плочи и звукопоглъщащи материали се използват в звукоизолационните корпуси на UHV подстанции за намаляване на шума, но ефектът не е добър в нискочестотната лента. Това изисква комбиниране на характеристиките на източника на звук на основното оборудване на подстанцията UHV. След определяне на конкретните мерки за намаляване на шума, как да изберете порести звукопоглъщащи материали и как да определите звукопоглъщащата структура става ключът към контрола на шума в подстанцията. По-долу са избрани три проби от микроперфорирана плоча, меламинова пяна и разпенен цимент, които да бъдат комбинирани една с друга за извършване на експерименти.
- Комбинация от двуслойна микроперфорирана плоча
Експериментални проби от микроперфорирана плоча, при които степента на перфорация на проба 1 от микроперфорирана плоча е 1.5%, дебелината на плочата е 1 mm и диаметърът на порите е 0.7 mm; степента на перфорация на проба 2 на микроперфорирана плоча е 1.1%, дебелината на плочата е 1 mm и диаметърът на порите е 0.7 mm, проба на микроперфорирана плоча 3, степента на перфорация е 0.7%, дебелината на плочата е 1 mm и диаметърът на отвора е 0.7 mm.
Бяха проведени два набора от експерименти върху комбинацията от двуслойни микроперфорирани плочи. Експеримент 1 беше комбинация от проба от микроперфорирана плоча 2 и проба от микроперфорирана плоча 1, а експеримент 2 беше комбинация от проба от микроперфорирана плоча 1 и проба от микроперфорирана плоча 3. Два набора от експерименти върху комбинираната структура на двуслойна микроперфорирана плоча показват, че коефициентът на звукопоглъщане при 100Hz е около 0.7 и максималната стойност на коефициента на звукопоглъщане се появява при 500Hz до 600Hz и в двата набора от експерименти. В честотната лента над 600Hz коефициентът на звукопоглъщане постепенно намалява.
- Комбинация от разпенен цимент и микроперфорирана плоскост
Първо, използвана е звукопоглъщаща структура, съчетаваща разпенен цимент и еднослойна микроперфорирана плоча. Бяха проведени два експеримента с различни параметри чрез комбиниране на разпенен цимент и еднослойна микроперфорирана плоча. И в двата експеримента разпененият цимент беше поставен пред микроперфорираната плоча.
Почти няма голяма промяна между данните от Експеримент 3 и Експеримент 4. Звукопоглъщащите характеристики на комбинираната структура основно не се променят с леки промени в дебелината на разпенения цимент и разстоянието между разпенения цимент и микроперфорираната плоча. При 100Hz коефициентът на звукопоглъщане е около 0.4, при 250Hz коефициентът на звукопоглъщане достига своя максимум, а при около 900Hz отново достига максималната стойност на коефициента на звукопоглъщане.
- Меламинова пяна и комбинация от микроперфорирани панели
Бяха проведени два набора от експерименти върху комбинацията от меламинова пяна и еднослойни микроперфорирани плочи. И в двата набора от експерименти меламиновата пяна беше поставена пред микроперфорираните плочи. Коефициентите на звукопоглъщане при 100Hz и в двете групи експерименти са около 0.7, а между 100Hz и 500Hz коефициентите на звукопоглъщане са над 0.7. Около 500Hz коефициентът на звукопоглъщане намалява, но с увеличаване на честотата коефициентът на звукопоглъщане постепенно се увеличава. Тази комбинация има сравнително идеален звукопоглъщащ ефект както в нискочестотните, така и във високочестотните ленти.
Ⅲ. Анализ на експериментални резултати
Съгласно характеристиките на източника на шум на основното оборудване на подстанцията UHV, който е изпъкнал в нискочестотната лента, бяха проведени експерименти чрез избор на композитна структура с микроперфорирана плоча, композитна структура от разпенен цимент плюс микроперфорирана плоча и меламинова пяна плюс композитна структура с микроперфорирана плоча. Резултатите от теста показват, че и трите комбинирани схеми могат да постигнат определен ефект на звукопоглъщане в нискочестотната лента, но как да го приложите в действителното инженерство изисква специфични мерки за намаляване на шума.
- Комбинирана структура на микроперфорирана плоча
Двуслойните микроперфорирани плоскости могат да разширят честотната лента на звукопоглъщане на еднослойните микроперфорирани плоскости. Въз основа на принципа на съгласуване на импеданса, принципът на комбинирания дизайн е, че скоростта на перфорация на предния слой на микроперфорираните дъски е по-голяма от скоростта на перфорация на задния слой на дъските. Комбинираният дизайн на микроперфорирани панели може да постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон от 150-800Hz, когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 20 cm. Когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 30 см, тя може да постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон от 100-800 Hz.
- Разпенен цимент плюс композитна структура с микроперфорирана плоча
Добавянето на пенообразуващ цимент пред микроперфорираната дъска може да разшири честотната лента на звукопоглъщане на микроперфорираната дъска, а разпененият цимент може също да играе огнеупорна роля.
Разпенен цимент плюс еднослойна микроперфорирана плоскост може да постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон от 150-1000Hz, когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 20 cm. Разпененият цимент плюс двуслойните микроперфорирани панели могат да постигнат коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон 150-1400Hz, когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 20 cm. Когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 30 cm, тя може да постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон от 100-1400Hz. В същото време, колкото по-малка е обемната плътност на разпенения цимент, толкова по-голяма е порьозността и толкова по-добър е ефектът на нискочестотно звукопоглъщане.
- За комбинираната структура на звукопоглъщащ материал и микроперфорирана плоча, звукопоглъщащият материал може да разшири звукопоглъщащата честотна лента на микроперфорираната плоча и да увеличи разстоянието между звукопоглъщащата и микроперфорираната плоча. Коефициентът на звукопоглъщане на средни и високи честоти се увеличава, а пикът на звукопоглъщане се премества към ниските честоти. Чрез увеличаване на дебелината на звукопоглъщащия материал, коефициентът на поглъщане на звука с ниска честота леко намалява, а коефициентът на поглъщане на звука със средна и висока честота се увеличава. Увеличаването на дебелината на слоя кухина зад микроперфорираната плоча може да увеличи поглъщането на нискочестотен звук. Звукопоглъщащите материали плюс двуслойните микроперфорирани панели имат по-добро звукопоглъщане и по-широки звукопоглъщащи честотни ленти от звукопоглъщащите материали плюс еднослойните микроперфорирани панели.
От анализа на експерименталните данни може да се види, че меламиновата пяна плюс еднослойна микроперфорирана плоча може да постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.6 в честотния диапазон 200-1600Hz, когато дебелината на цялата комбинирана структура е 20 cm. Когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 30 см, може да се постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.6 в честотния диапазон 100-1600Hz. Меламиновата пяна плюс двуслойните микроперфорирани панели могат да постигнат коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон от 200-1600Hz, когато дебелината на цялата комбинирана структура е 20 cm. Когато дебелината на цялата комбинирана конструкция е 30 cm, може да се постигне коефициент на звукопоглъщане над 0.7 в честотния диапазон 100-1600Hz.
Въз основа на анализа на честотните характеристики на шума на UHV главния трансформатор и високоволтовия шунтиращ реактор, шумовата енергия на UHV главния трансформатор е концентрирана главно при 100-200Hz, а шумовата енергия на високоволтовия реактор е концентрирана главно при 100Hz. За да изберете материал за намаляване на шума, е необходимо да комбинирате честотите на двата основни източника на шум. В същото време методите за намаляване на шума също трябва да се комбинират с разположението на подстанцията на място, за да се контролира шумът с оптималната комбинация от материали и методи.
За повече информация относно меламиновата пяна SINOYQX, моля, свържете се с нас на [email protected] или ни пишете на телефон: +86-28-8411-1861.
Някои снимки и текстове са възпроизведени от интернет и авторските права принадлежат на оригиналния автор. Ако има някакво нарушение, моля, свържете се с нас, за да изтрием.