Momenteel worden de scheidingswanden van transformatoren en reactoren in UHV-stations vaak gemaakt van ter plaatse gestorte betonconstructies of van baksteen en poeder, die een bepaald geluidsisolerend effect hebben. Door de lage geluidsfrequentie van transformatoren en reactoren en de lange golflengte van geluidsgolven zijn hun diffractie- en transmissiecapaciteiten echter zeer sterk, waardoor de geluidsisolatie en geluidsreductie vaak gering zijn. Bovendien zijn de huidige geluidsschermen en geluidsisolerende afdekkingen van UHV-stations niet speciaal ontworpen voor de laagfrequente geluidskarakteristieken van het station, waardoor het geluidsreductie-effect niet optimaal is. Door rekening te houden met de kenmerken van UHV-stations, die gedomineerd worden door midden- en laagfrequent geluid, en een samengestelde geluidsabsorberende structuur te gebruiken die zowel geluiddempend als geluidsabsorberend is, is de hoop dat deze midden- en laagfrequent geluid effectief kan verminderen en brandvertragende en isolerende eigenschappen heeft. Dit is van groot belang voor het verbeteren van de akoestische omgevingskwaliteit van stations.
Op basis hiervan analyseert dit artikel de geluidsintensiteitskarakteristieken van de belangrijkste apparatuur van een UHV-onderstation. Gezien de eisen aan de materialen in het station, zoals brandvertragende en isolerende eigenschappen, hebben we ervoor gekozen om enkelvoudige en gecombineerde geluidsabsorptie-experimenten uit te voeren met melamineschuim , microgeperforeerde platen en schuimcement. Op basis hiervan hebben we een composiet geluidsabsorberende structuur voorgesteld die geschikt is voor geluidsreductie in UHV-onderstations. Dit heeft een belangrijke praktische betekenis voor concrete toepassingen in de techniek.
Ⅰ. Analyse van de geluidsmeting van de hoofduitrusting van het UHV-onderstation
Tijdens de werking van UHV-stations zijn de belangrijkste bronnen van geluid hoogspanningstransformatoren, shuntreactoren, stationsstructuren, enz. Het transformatorgeluid omvat behuizingsgeluid en koelapparatuur, het shuntreactorgeluid is elektromagnetische ruis en het stationstructuurgeluid is corona-ruis. Corona-ruis is over het algemeen een midden- tot hoogfrequent geluid, verzwakt snel tijdens de voortplanting en heeft een klein impactbereik. Het laagfrequente geluid dat wordt gegenereerd door de interne structuur van transformatoren en shuntreactoren verzwakt langzaam en heeft een breed invloedsbereik. Daarom is geluidsbeheersing van transformatoren en shuntreactoren de focus van geluidsbeheersing in stations.
- Analyse van de ruismeting van de hoofdtransformator
Het geluidsvermogensniveau van de transformator wordt gemeten met behulp van de geluidsintensiteitsmethode. Met een eenfasetransformator als meetobject bedraagt de afstand tussen de voorgeschreven contourlijn en het referentie-emissieoppervlak 2 m. Er worden twee voorgeschreven contourlijnen ingesteld, respectievelijk op een horizontaal vlak van 2 m en 4 m. Alle meetpunten bevinden zich op de voorgeschreven contourlijn en de horizontale afstand tussen aangrenzende meetpunten is 1 m. Geluidsintensiteitssondes worden gebruikt om puntsgewijs te meten.
Wanneer de vermogensbelasting van een enkele transformatorgroep 2000 MW bedraagt, resulteert de geluidsintensiteitsmeting in fase C van de transformator in groep I. Het A-gewogen geluidsvermogensniveau is het hoogst in de 1/3-octaaffrequentieband met de middenfrequenties van 100, 125, 160 en 200 Hz van de UHV-transformator. Volgens het mechanisme voor het genereren van transformatorruis komt de ruis in deze frequentieband voornamelijk van de elektromagnetische ruis van de transformatorbehuizing. Daarom moet bij het verminderen van transformatorruis prioriteit worden gegeven aan het verminderen van de frequentieband van 100~200 Hz. Tijdens de meting was de vermogensbelasting van een enkele groep transformatoren stabiel op 2000 MW en was het bijbehorende totale A-gewogen geluidsvermogensniveau van de transformatoren 102.7 dB(A).
- Meting en analyse van hoogspanningsreactorruis
De meetmethode voor het geluidsvermogensniveau van de reactor is dezelfde als die van de transformator. Met de B-fase van de parallelle reactor in het UHV-onderstation als meetobject, bedraagt de afstand tussen de voorgeschreven contourlijn en het referentie-emissieoppervlak 1 m. Er worden twee voorgeschreven contourlijnen met een hoogte van respectievelijk 1.5 m en 3 m ingesteld. De horizontale afstand tussen aangrenzende meetpunten bedraagt 1 m.
Uit de analyse blijkt dat in de gehele 1/3-octaafband de laagfrequente componenten een groter deel uitmaken, waarbij het geluidsvermogen bij de 100 Hz-frequentie het grootst is, met 96.4 dB(A), wat 11.5 dB(A) hoger is dan het geluidsvermogen bij 200 Hz. Het geluidsvermogen in de 1/3-octaafband, waar 100 Hz zich bevindt, vertegenwoordigt 91.2% van het hoogfrequente antigeluidsvermogen van de enkelfasige band. Hieruit kan worden afgeleid dat het interferentieverschijnsel in de geluidsveldverdeling van de reactor wordt veroorzaakt door de 100 Hz-geluidsgolf.
Ⅱ. Experimenten met poreuze materialen en microgeperforeerde platen
Bij het ontwerpen van geluidsbeheersingssystemen is het vaak moeilijk om het gewenste geluidsreductie-effect te bereiken met één enkel materiaal voor geluidsabsorptie en isolatie. Daarom worden vaak combinaties van geluidsabsorberende materialen gebruikt om geluidsoverlast te verminderen. Vooral in grote binnenruimtes met een lange nagalmtijd is deze toepassing vrij gebruikelijk. Om een geschikte geluidsabsorberende constructie voor geluidsbeheersing in hoogspanningsonderstations te onderzoeken, moeten we allereerst de isolerende en brandvertragende eigenschappen van het materiaal in overweging nemen en vervolgens specifieke maatregelen combineren om de optimale geluidsabsorberende constructie te bepalen.
Momenteel worden geperforeerde platen en geluidsabsorberende materialen gebruikt in de geluidsisolerende behuizingen van UHV-stations om geluid te verminderen, maar het effect is niet optimaal in de lage frequentieband. Dit vereist het combineren van de geluidsbronkarakteristieken van de belangrijkste apparatuur van het UHV-station. Na het bepalen van de specifieke geluidsreducerende maatregelen, vormen de selectie van poreuze geluidsabsorberende materialen en de bepaling van de geluidsabsorberende structuur de sleutel tot geluidsbeheersing in het station. Hieronder worden drie monsters van microgeperforeerde plaat, melamineschuim en schuimcement geselecteerd om met elkaar te worden gecombineerd voor experimenten.
- Dubbellaagse microgeperforeerde plaatcombinatie
Experimentele microgeperforeerde plaatmonsters, waarin de perforatiesnelheid van microgeperforeerde plaatmonster 1 1.5% bedraagt, de plaatdikte 1 mm en de poriediameter 0.7 mm; de perforatiesnelheid van microgeperforeerde plaatmonster 2 is 1.1%, de plaatdikte 1 mm en de poriediameter 0.7 mm, microgeperforeerde plaatmonster 3, de perforatiesnelheid is 0.7%, de plaatdikte 1 mm en de gatdiameter 0.7 mm.
Er werden twee experimentenreeksen uitgevoerd met de combinatie van dubbellaagse microgeperforeerde platen. Experiment 1 betrof een combinatie van microgeperforeerde plaatmonster 2 en microgeperforeerde plaatmonster 1, en experiment 2 betrof een combinatie van microgeperforeerde plaatmonster 1 en microgeperforeerde plaatmonster 3. Twee experimentenreeksen met de structuur van de dubbellaagse microgeperforeerde plaatcombinatie laten zien dat de geluidsabsorptiecoëfficiënt bij 100 Hz rond de 0.7 ligt, en dat de maximale waarde van de geluidsabsorptiecoëfficiënt in beide experimenten tussen 500 en 600 Hz ligt. In de frequentieband boven 600 Hz neemt de geluidsabsorptiecoëfficiënt geleidelijk af.
- Combinatie van schuimcement en microgeperforeerde plaat
Ten eerste werd een geluidsabsorberende constructie gebruikt die schuimcement en een enkellaagse microgeperforeerde plaat combineerde. Twee experimenten met verschillende parameters werden uitgevoerd door schuimcement en een enkellaagse microgeperforeerde plaat te combineren. In beide experimenten werd het schuimcement vóór de microgeperforeerde plaat geplaatst.
Er is vrijwel geen groot verschil tussen de gegevens van Experiment 3 en Experiment 4. De geluidsabsorptieprestaties van de gecombineerde constructie veranderen in principe niet bij kleine veranderingen in de dikte van het schuimcement en de afstand tussen het schuimcement en de microgeperforeerde plaat. Bij 100 Hz bedraagt de geluidsabsorptiecoëfficiënt ongeveer 0.4, bij 250 Hz bereikt de geluidsabsorptiecoëfficiënt zijn maximum en rond 900 Hz bereikt hij opnieuw de maximale waarde.
- Melamineschuim en microgeperforeerde paneelcombinatie
Er werden twee experimenten uitgevoerd met de combinatie van melamineschuim en enkellaags microgeperforeerde platen. In beide experimenten werd melamineschuim vóór de microgeperforeerde platen geplaatst. De geluidsabsorptiecoëfficiënten bij 100 Hz in beide experimenten liggen allemaal rond de 0.7, en tussen 100 Hz en 500 Hz liggen ze allemaal boven de 0.7. Rond 500 Hz neemt de geluidsabsorptiecoëfficiënt af, maar naarmate de frequentie toeneemt, neemt de geluidsabsorptiecoëfficiënt geleidelijk toe. Deze combinatie heeft een relatief ideaal geluidsabsorptie-effect in zowel de lage als de hoge frequentiebanden.
Ⅲ. Analyse van experimentele resultaten
Afhankelijk van de kenmerken van de geluidsbron van de belangrijkste apparatuur van het UHV-station, die prominent aanwezig is in de lage frequentieband, werden experimenten uitgevoerd met een composietstructuur van microgeperforeerde platen, een composietstructuur van schuimcement plus microgeperforeerde platen en een composietstructuur van melamineschuim plus microgeperforeerde platen. De testresultaten tonen aan dat alle drie de combinaties een bepaald geluidsabsorptie-effect in de lage frequentieband kunnen bereiken, maar de toepassing ervan in de praktijk vereist specifieke geluidsreducerende maatregelen.
- Microgeperforeerde plaatcombinatiestructuur
Dubbellaagse microgeperforeerde panelen kunnen de geluidsabsorptiefrequentieband van enkellaagse microgeperforeerde panelen verbreden. Gebaseerd op het principe van impedantieaanpassing, is het principe van gecombineerd ontwerp dat de perforatiesnelheid van de voorste laag van microgeperforeerde panelen groter is dan de perforatiesnelheid van de achterste laag. Het gecombineerde ontwerp van microgeperforeerde panelen kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 bereiken in het frequentiebereik van 150-800 Hz bij een dikte van de gehele gecombineerde structuur van 20 cm. Bij een dikte van de gehele gecombineerde structuur van 30 cm kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 worden bereikt in het frequentiebereik van 100-800 Hz.
- Schuimcement plus microgeperforeerde plaatcomposietstructuur
Door schuimcement vóór de microgeperforeerde plaat aan te brengen, kunt u de frequentieband voor geluidsabsorptie van de microgeperforeerde plaat vergroten. Bovendien kan het schuimcement een brandwerende rol vervullen.
Schuimcement in combinatie met een enkellaags microgeperforeerde plaat kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 bereiken in het frequentiebereik van 150-1000 Hz bij een dikte van de gehele constructie van 20 cm. Schuimcement in combinatie met dubbellaags microgeperforeerde panelen kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 bereiken in het frequentiebereik van 150-1400 Hz bij een dikte van de gehele constructie van 20 cm. Bij een dikte van de gehele constructie van 30 cm kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 worden bereikt in het frequentiebereik van 100-1400 Hz. Tegelijkertijd geldt: hoe kleiner de bulkdichtheid van schuimcement, hoe groter de porositeit en hoe beter het laagfrequente geluidsabsorptie-effect.
- Voor de gecombineerde structuur van geluidsabsorberend materiaal en microgeperforeerde plaat, kan het geluidsabsorberende materiaal de geluidsabsorberende frequentieband van de microgeperforeerde plaat uitbreiden en de afstand tussen de geluidsabsorberende en microgeperforeerde plaat vergroten. De geluidsabsorptiecoëfficiënt van midden- en hoge frequenties neemt toe, en de geluidsabsorptiepiek verplaatst zich naar lage frequenties. Door de dikte van het geluidsabsorberende materiaal te vergroten, neemt de geluidsabsorptiecoëfficiënt voor lage frequenties licht af en neemt de geluidsabsorptiecoëfficiënt voor midden- en hoge frequenties toe. Door de dikte van de holtelaag achter de microgeperforeerde plaat te vergroten, kan de geluidsabsorptie voor lage frequenties worden verhoogd. Geluidsabsorberende materialen plus dubbellaagse microgeperforeerde panelen hebben een betere geluidsabsorptie en bredere geluidsabsorberende frequentiebanden dan geluidsabsorberende materialen plus enkellaagse microgeperforeerde panelen.
Uit de analyse van experimentele gegevens blijkt dat melamineschuim plus een enkellaagse microgeperforeerde plaat een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.6 kan bereiken in het frequentiebereik van 200-1600 Hz wanneer de dikte van de gehele gecombineerde structuur 20 cm is. Wanneer de dikte van de gehele gecombineerde structuur 30 cm is, kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.6 worden bereikt in het frequentiebereik van 100-1600 Hz. Melamineschuim plus dubbellaagse microgeperforeerde panelen kunnen een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 bereiken in het frequentiebereik van 200-1600 Hz wanneer de dikte van de gehele gecombineerde structuur 20 cm is. Wanneer de dikte van de gehele gecombineerde structuur 30 cm is, kan een geluidsabsorptiecoëfficiënt van meer dan 0.7 worden bereikt in het frequentiebereik van 100-1600 Hz.
Op basis van de analyse van de ruisfrequentiekarakteristieken van de UHV-hoofdtransformator en de hoogspanningsshuntreactor, is de ruisenergie van de UHV-hoofdtransformator voornamelijk geconcentreerd op 100-200 Hz, en die van de hoogspanningsreactor voornamelijk op 100 Hz. Om een geluidsreducerend materiaal te selecteren, is het noodzakelijk om de frequenties van de twee belangrijkste geluidsbronnen te combineren. Tegelijkertijd moeten geluidsreductiemethoden ook worden gecombineerd met de lay-out van het onderstation ter plaatse om het geluid te beheersen met de optimale combinatie van materialen en methoden.
Voor meer informatie over SINOYQX melamineschuim kunt u contact met ons opnemen via [email protected] of telefonisch via +86-28-8411-1861.
Sommige afbeeldingen en teksten zijn overgenomen van het internet en het copyright is van de oorspronkelijke auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.