Obecnie ściany ogniowe transformatorów i dławików w domowych podstacjach UHV często przyjmują konstrukcje betonowe odlewane na miejscu lub szkieletowe konstrukcje z cegły i proszku, które mają pewne efekty izolacji akustycznej. Jednak ze względu na niską częstotliwość hałasu transformatorów i dławików oraz długą długość fali fal dźwiękowych, ich możliwości dyfrakcji i transmisji hałasu są bardzo silne, więc izolacja akustyczna i efekty redukcji hałasu są często słabe. Ponadto obecne bariery akustyczne i osłony izolacji akustycznej podstacji UHV nie są specjalnie zaprojektowane do charakterystyki hałasu niskiej częstotliwości podstacji, a efekt redukcji hałasu nie jest idealny. Jeśli weźmiemy pod uwagę charakterystykę podstacji UHV zdominowaną przez hałas średniej i niskiej częstotliwości i przyjmiemy kompozytową konstrukcję pochłaniającą dźwięk, która ma zarówno funkcje wyciszania, jak i pochłaniania dźwięku, mamy nadzieję, że może ona skutecznie zmniejszyć hałas średniej i niskiej częstotliwości oraz mieć właściwości zmniejszające palność i izolacyjne. Ma to ogromne znaczenie dla poprawy jakości środowiska akustycznego podstacji.
W tym artykule analizujemy charakterystykę natężenia hałasu głównego wyposażenia stacji UHV. Ze względu na wymagania dotyczące materiałów w stacji, takich jak właściwości trudnopalne, izolacyjne i inne, zdecydowaliśmy się na przeprowadzenie pojedynczych i łączonych eksperymentów pochłaniania dźwięku na próbkach pianki melaminowej , płytkach mikroperforowanych oraz spienionego cementu, a następnie zaproponowaliśmy kompozytową konstrukcję dźwiękochłonną odpowiednią do redukcji hałasu w stacjach UHV. Ma to istotne znaczenie praktyczne i stanowi podstawę praktycznych zastosowań inżynieryjnych.
I. Analiza pomiaru hałasu głównych urządzeń podstacji UHV
Podczas pracy podstacji UHV głównymi źródłami hałasu są transformatory wysokiego napięcia, dławiki bocznikowe, konstrukcje podstacji itp. Hałas transformatora obejmuje hałas korpusu i hałas urządzenia chłodzącego, hałas dławika bocznikowego to hałas elektromagnetyczny, a hałas konstrukcji podstacji to hałas koronowy. Hałas koronowy ma zazwyczaj średnią do wysokiej częstotliwości, szybko się tłumi podczas propagacji i ma mały zasięg oddziaływania. Hałas o niskiej częstotliwości generowany przez wewnętrzną strukturę transformatorów i dławików bocznikowych tłumi się powoli i ma szeroki zasięg oddziaływania. Dlatego kontrola hałasu transformatorów i dławików bocznikowych jest przedmiotem kontroli hałasu w podstacjach.
- Analiza pomiaru hałasu głównego transformatora
Poziom mocy akustycznej transformatora mierzony jest metodą natężenia dźwięku. Biorąc za obiekt pomiarowy transformator jednofazowy, odległość między określoną linią konturową a powierzchnią emisji odniesienia wynosi 2 m, a dwie określone linie konturowe są ustawione, zlokalizowane odpowiednio na płaszczyźnie poziomej 2 m i 4 m. Wszystkie punkty pomiarowe znajdują się na określonej linii konturowej, a odległość pozioma między sąsiednimi punktami pomiarowymi wynosi 1 m. Sondy natężenia dźwięku są używane do pomiaru punkt po punkcie.
Gdy obciążenie mocą pojedynczej grupy transformatorów wynosi 2000 MW, wyniki pomiaru natężenia dźwięku fazy C transformatora w Grupie I. Poziom mocy akustycznej ważony A jest największy w paśmie częstotliwości 1/3 oktawy z częstotliwościami środkowymi 100, 125, 160 i 200 Hz transformatora UHV. Zgodnie z mechanizmem generowania hałasu transformatora, hałas w tym paśmie częstotliwości pochodzi głównie z szumu elektromagnetycznego korpusu transformatora. Dlatego przy redukcji hałasu transformatora priorytetem powinno być zmniejszenie pasma częstotliwości 100~200 Hz. Podczas pomiaru obciążenie mocą pojedynczej grupy transformatorów było stabilne na poziomie 2000 MW, a odpowiadający mu całkowity poziom mocy akustycznej ważony A transformatorów wynosił 102.7 dB(A).
- Pomiar i analiza szumów reaktora wysokiego napięcia
Metoda pomiaru poziomu mocy akustycznej reaktora jest taka sama jak w przypadku transformatora. Biorąc fazę B równoległego reaktora w podstacji UHV jako obiekt pomiaru, odległość między określoną linią konturową a powierzchnią emisji odniesienia wynosi 1 m, a dwie określone linie konturowe o wysokościach 1.5 m i 3 m są odpowiednio ustawione. Odległość pozioma między sąsiednimi punktami pomiarowymi wynosi 1 m.
Analiza pokazuje, że w całym paśmie 1/3 oktawy składowe o niskiej częstotliwości stanowią większą część, wśród których moc akustyczna przy częstotliwości 100 Hz jest największa, osiągając 96.4 dB(A), co jest o 11.5 dB(A) więcej niż poziom mocy akustycznej 200 Hz. Moc akustyczna w paśmie 1/3 oktawy, w którym znajduje się 100 Hz, stanowi 91.2% jednofazowej wysokiej mocy przeciwdźwiękowej. Dlatego można ustalić, że zjawisko interferencji w rozkładzie pola akustycznego reaktora jest spowodowane falą dźwiękową 100 Hz.
II. Eksperymenty z materiałami porowatymi i mikroperforowanymi płytkami
W projektowaniu inżynierii akustycznej często trudno jest osiągnąć oczekiwany efekt redukcji hałasu, stosując jeden materiał do pochłaniania dźwięku i izolacji. Dlatego w celu redukcji hałasu często stosuje się konstrukcje z kombinacji materiałów dźwiękochłonnych. Szczególnie w pomieszczeniach o dużej kubaturze i dłuższym czasie pogłosu, jest to powszechne zastosowanie. Aby zbadać konstrukcję dźwiękochłonną odpowiednią do redukcji hałasu w podstacjach wysokiego napięcia, należy najpierw uwzględnić właściwości izolacyjne i ognioodporność materiału, a następnie połączyć określone środki w celu określenia konstrukcji dźwiękochłonnej.
Obecnie w obudowach dźwiękochłonnych podstacji UHV stosuje się płyty perforowane i materiały pochłaniające dźwięk, aby zmniejszyć hałas, ale efekt nie jest dobry w paśmie niskich częstotliwości. Wymaga to połączenia charakterystyk źródła dźwięku głównego wyposażenia podstacji UHV. Po określeniu konkretnych środków redukcji hałasu, sposób doboru porowatych materiałów pochłaniających dźwięk i sposób określenia struktury pochłaniającej dźwięk staje się kluczem do kontroli hałasu w podstacji. Poniżej wybrano trzy próbki mikroperforowanej płyty, pianki melaminowej i spienionego cementu, które połączono ze sobą w celu przeprowadzenia eksperymentów.
- Kombinacja płyt dwuwarstwowych z mikroperforacją
Próbki eksperymentalne płytki mikroperforowanej, w których współczynnik perforacji próbki płytki mikroperforowanej 1 wynosi 1.5%, grubość płytki wynosi 1 mm, a średnica porów wynosi 0.7 mm; współczynnik perforacji próbki płytki mikroperforowanej 2 wynosi 1.1%, grubość płytki wynosi 1 mm, a średnica porów wynosi 0.7 mm, próbka płytki mikroperforowanej 3, współczynnik perforacji wynosi 0.7%, grubość płytki wynosi 1 mm, a średnica otworu wynosi 0.7 mm.
Przeprowadzono dwa zestawy eksperymentów na kombinacji dwuwarstwowych mikroperforowanych płyt. Eksperyment 1 był kombinacją próbki mikroperforowanej płyty 2 i próbki mikroperforowanej płyty 1, a eksperyment 2 był kombinacją próbki mikroperforowanej płyty 1 i próbki mikroperforowanej płyty 3. Dwa zestawy eksperymentów na strukturze kombinacji dwuwarstwowych mikroperforowanych płyt pokazują, że współczynnik pochłaniania dźwięku przy 100 Hz wynosi około 0.7, a maksymalna wartość współczynnika pochłaniania dźwięku pojawia się przy 500 Hz do 600 Hz w obu zestawach eksperymentów. W paśmie częstotliwości powyżej 600 Hz współczynnik pochłaniania dźwięku stopniowo maleje.
- Połączenie spienionego cementu i płyty mikroperforowanej
Najpierw zastosowano strukturę pochłaniającą dźwięk łączącą spieniony cement i jednowarstwową mikroperforowaną płytę. Przeprowadzono dwa eksperymenty z różnymi parametrami, łącząc spieniony cement i jednowarstwową mikroperforowaną płytę. W obu eksperymentach spieniony cement umieszczono przed mikroperforowaną płytą.
Nie ma prawie żadnej dużej zmiany między danymi z Eksperymentu 3 i Eksperymentu 4. Wydajność pochłaniania dźwięku połączonej struktury zasadniczo nie zmienia się przy niewielkich zmianach grubości spienionego cementu i odległości między spienionym cementem a płytą mikroperforowaną. Przy 100 Hz współczynnik pochłaniania dźwięku wynosi około 0.4, przy 250 Hz współczynnik pochłaniania dźwięku osiąga maksimum, a przy około 900 Hz ponownie osiąga maksymalną wartość współczynnika pochłaniania dźwięku.
- Pianka melaminowa i kombinacja paneli z mikroperforacją
Przeprowadzono dwa zestawy eksperymentów na połączeniu pianki melaminowej i jednowarstwowych mikroperforowanych płyt. W obu zestawach eksperymentów pianka melaminowa została umieszczona przed mikroperforowanymi płytami. Współczynniki pochłaniania dźwięku przy 100 Hz w obu grupach eksperymentów wynoszą około 0.7, a między 100 Hz a 500 Hz wszystkie współczynniki pochłaniania dźwięku są powyżej 0.7. Około 500 Hz współczynnik pochłaniania dźwięku spada, ale wraz ze wzrostem częstotliwości współczynnik pochłaniania dźwięku stopniowo wzrasta. Ta kombinacja ma stosunkowo idealny efekt pochłaniania dźwięku zarówno w pasmach niskiej, jak i wysokiej częstotliwości.
III. Analiza wyników eksperymentalnych
Zgodnie z charakterystyką źródła hałasu głównego wyposażenia podstacji UHV, które jest widoczne w paśmie niskich częstotliwości, przeprowadzono eksperymenty, wybierając strukturę kompozytową z mikroperforowanej płyty, spienionego cementu plus strukturę kompozytową z mikroperforowanej płyty oraz strukturę kompozytową z pianki melaminowej plus strukturę kompozytową z mikroperforowanej płyty. Wyniki testów pokazują, że wszystkie trzy schematy kombinacji mogą osiągnąć pewien efekt pochłaniania dźwięku w paśmie niskich częstotliwości, ale sposób zastosowania go w rzeczywistej inżynierii wymaga konkretnych środków redukcji hałasu.
- Kombinowana struktura płyt mikroperforowanych
Dwuwarstwowe płyty mikroperforowane mogą poszerzyć pasmo częstotliwości pochłaniania dźwięku jednowarstwowych płyt mikroperforowanych. Zasada projektowania kombinowanego, oparta na zasadzie dopasowania impedancji, polega na tym, że współczynnik perforacji przedniej warstwy płyt mikroperforowanych jest większy niż współczynnik perforacji tylnej warstwy płyt. Łączona konstrukcja paneli mikroperforowanych może osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 w zakresie częstotliwości 150–800 Hz, gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 20 cm. Gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 30 cm, może osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 w zakresie częstotliwości 100–800 Hz.
- Struktura kompozytowa spienionego cementu i mikroperforowanych płyt
Dodanie spienionego cementu przed płytę z mikroperforacją może poszerzyć pasmo częstotliwości pochłaniania dźwięku płyty z mikroperforacją; spieniony cement może również pełnić funkcję ognioodporną.
Spieniony cement plus jednowarstwowa mikroperforowana płyta może osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 w zakresie częstotliwości 150-1000 Hz, gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 20 cm. Spieniony cement plus dwuwarstwowe mikroperforowane panele mogą osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 w zakresie częstotliwości 150-1400 Hz, gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 20 cm. Gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 30 cm, może osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 w zakresie częstotliwości 100-1400 Hz. Jednocześnie im mniejsza gęstość objętościowa spienionego cementu, tym większa porowatość i lepszy efekt pochłaniania dźwięku o niskiej częstotliwości.
- Dla połączonej struktury materiał pochłaniający dźwięk i mikroperforowanej płyty, materiał pochłaniający dźwięk może rozszerzyć pasmo częstotliwości pochłaniania dźwięku mikroperforowanej płyty i zwiększyć odległość między płytą pochłaniającą dźwięk a mikroperforowaną płytą. Współczynnik pochłaniania dźwięku średnich i wysokich częstotliwości wzrasta, a szczyt pochłaniania dźwięku przesuwa się w kierunku niskich częstotliwości. Poprzez zwiększenie grubości materiału pochłaniającego dźwięk, współczynnik pochłaniania dźwięku niskiej częstotliwości nieznacznie spada, a współczynnik pochłaniania dźwięku średniej i wysokiej częstotliwości wzrasta. Zwiększenie grubości warstwy wnęki za mikroperforowaną płytą może zwiększyć pochłanianie dźwięku niskiej częstotliwości. Materiały pochłaniające dźwięk plus dwuwarstwowe mikroperforowane panele mają lepszą absorpcję dźwięku i szersze pasma częstotliwości pochłaniania dźwięku niż materiały pochłaniające dźwięk plus jednowarstwowe mikroperforowane panele.
Z analizy danych eksperymentalnych wynika, że pianka melaminowa plus jednowarstwowa mikroperforowana płyta może osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.6 w zakresie częstotliwości 200–1600 Hz, gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 20 cm. Gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 30 cm, współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.6 można osiągnąć w zakresie częstotliwości 100–1600 Hz. Pianka melaminowa plus dwuwarstwowe mikroperforowane panele mogą osiągnąć współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 w zakresie częstotliwości 200–1600 Hz, gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 20 cm. Gdy grubość całej połączonej struktury wynosi 30 cm, współczynnik pochłaniania dźwięku większy niż 0.7 można osiągnąć w zakresie częstotliwości 100–1600 Hz.
Na podstawie analizy charakterystyk częstotliwości hałasu głównego transformatora UHV i dławika bocznikowego wysokiego napięcia, energia hałasu głównego transformatora UHV koncentruje się głównie na częstotliwości 100-200 Hz, a energia hałasu dławika wysokiego napięcia koncentruje się głównie na częstotliwości 100 Hz. Aby wybrać materiał redukujący hałas, konieczne jest połączenie częstotliwości dwóch głównych źródeł hałasu. Jednocześnie metody redukcji hałasu muszą być również połączone z układem podstacji na miejscu, aby kontrolować hałas przy użyciu optymalnej kombinacji materiałów i metod.
Aby uzyskać więcej informacji na temat pianki melaminowej SINOYQX, prosimy o kontakt pod adresem [email protected] lub telefonicznie: +86-28-8411-1861.
Niektóre zdjęcia i teksty są reprodukowane z Internetu, a prawa autorskie należą do oryginalnego autora. Jeśli doszło do naruszenia, prosimy o kontakt w celu usunięcia.