V současné době se protihlukové stěny transformátorů a reaktorů v domácích rozvodnách UHV často vyrábějí z litého betonu nebo z cihel a práškových konstrukcí, které mají určité zvukově izolační účinky. Vzhledem k nízké šumové frekvenci transformátorů a reaktorů a dlouhé vlnové délce zvukových vln jsou však jejich difrakční a přenosové schopnosti hluku velmi silné, takže zvuková izolace a redukce hluku jsou často slabé. Současné zvukové bariéry a kryty pro UHV rozvodny navíc nejsou speciálně navrženy pro nízkofrekvenční hlukové charakteristiky rozvodny a redukce hluku není ideální. Pokud vezmeme v úvahu charakteristiky UHV rozvoden, v nichž dominuje středofrekvenční a nízkofrekvenční hluk, a použijeme kompozitní zvukově izolační konstrukci, která má jak tlumicí, tak zvukově izolační funkce, doufáme, že dokáže účinně snížit středofrekvenční a nízkofrekvenční hluk a bude mít vlastnosti zpomalující hoření a izolační vlastnosti. To má velký význam pro zlepšení kvality akustického prostředí rozvoden.
Na základě toho tento článek analyzuje charakteristiky intenzity zdroje hluku hlavního zařízení rozvodny UHV. Vzhledem k požadavkům na materiály ve stanici, které musí mít nehořlavé, izolační a další vlastnosti, jsme se rozhodli provést jednotlivé a kombinované experimenty s pohlcováním zvuku na vzorcích melaminové pěny , vzorcích mikroperforovaných desek a vzorcích pěnového cementu a navrhli jsme kompozitní zvukově pohlcující konstrukci vhodnou pro redukci hluku v rozvodnách UHV. To má důležitý praktický význam pro praktické inženýrské aplikace.
Ⅰ. Analýza měření hluku hlavního zařízení rozvodny UHV
Během provozu rozvoden UHV patří mezi hlavní zdroje hluku vysokonapěťové transformátory, shuntovací reaktory, konstrukce rozvoden atd. Hluk transformátoru zahrnuje hluk tělesa a hluk chladicího zařízení, hluk shuntovacího reaktoru je elektromagnetický šum a hluk konstrukce rozvodny je korónový šum. Korónový šum je obecně středně až vysokofrekvenční, při šíření rychle utlumuje a má malý dosah. Nízkofrekvenční šum generovaný vnitřní strukturou transformátorů a shuntovacích reaktorů utlumuje pomalu a má široký rozsah vlivu. Proto je kontrola hluku transformátorů a shuntovacích reaktorů středem pozornosti při kontrole hluku v rozvodnách.
- Analýza měření šumu hlavního transformátoru
Hladina akustického výkonu transformátoru se měří metodou měření intenzity zvuku. Jako měřený objekt je použit jednofázový transformátor, vzdálenost mezi předepsanou vrstevnicí a referenční emisní plochou je 2 m a jsou stanoveny dvě předepsané vrstevnice umístěné na vodorovné rovině 2 m a 4 m. Všechny měřicí body se nacházejí na předepsané vrstevnici a vodorovná vzdálenost mezi sousedními měřicími body je 1 m. Pro měření bod po bodu se používají sondy intenzity zvuku.
Pokud je výkonové zatížení jedné skupiny transformátorů 2000 MW, výsledky měření intenzity zvuku fáze C transformátoru ve skupině I ukazují, že hladina akustického výkonu vážená křivkou A je nejvyšší ve frekvenčním pásmu 1/3 oktávy se středními frekvencemi 100, 125, 160 a 200 Hz transformátoru UHV. Podle mechanismu generování šumu transformátoru pochází šum v tomto frekvenčním pásmu převážně z elektromagnetického šumu tělesa transformátoru. Proto by při snižování šumu transformátoru měla být dána přednost snižování frekvenčního pásma 100~200 Hz. Během měření bylo výkonové zatížení jedné skupiny transformátorů stabilní na 2000 MW a odpovídající celková hladina akustického výkonu vážená křivkou A transformátorů byla 102.7 dB(A).
- Měření a analýza šumu vysokonapěťového reaktoru
Metoda měření hladiny akustického výkonu reaktoru je stejná jako u transformátoru. Jako měřený objekt je zvolena fáze B paralelního reaktoru v rozvodně UHV, vzdálenost mezi předepsanou vrstevnicí a referenční emisní plochou je 1 m a jsou stanoveny dvě předepsané vrstevnice s výškou 1.5 m a 3 m. Vodorovná vzdálenost mezi sousedními měřicími body je 1 m.
Analýza ukazuje, že v celém 1/3 oktávovém pásmu tvoří nízkofrekvenční složky větší podíl, mezi nimiž je největší akustický výkon na frekvenci 100 Hz, dosahující 96.4 dB(A), což je o 11.5 dB(A) více než hladina akustického výkonu 200 Hz. Akustický výkon v 1/3 oktávovém pásmu, kde se nachází 100 Hz, představuje 91.2 % vysokofrekvenčního akustického výkonu jednofázového systému. Lze tedy konstatovat, že interferenční jev v rozložení zvukového pole reaktoru je způsoben zvukovou vlnou o frekvenci 100 Hz.
Ⅱ. Experimenty s porézními materiály a mikroperforovanými deskami
V návrhu protihlukových konstrukcí je často obtížné dosáhnout očekávaného efektu snížení hluku použitím jediného materiálu pro absorpci zvuku a izolaci. Proto se ke snížení hluku často používají kombinované struktury zvukově pohlcujících materiálů. Zejména ve vnitřních prostorách s většími objemy a delší dobou dozvuku je jejich aplikace poměrně běžná. Pro studium zvukově pohltivé konstrukce vhodné pro tlumení hluku v rozvodnách UHV musíme nejprve zvážit izolační a nehořlavé vlastnosti materiálu a za druhé musíme kombinovat specifická opatření k určení zvukově pohltivé konstrukce.
V současné době se v krytech zvukové izolace rozvoden UHV používají perforované desky a zvukově izolační materiály ke snížení hluku, ale v nízkofrekvenčním pásmu není účinek dobrý. To vyžaduje kombinaci charakteristik zdroje zvuku hlavního zařízení rozvodny UHV. Po stanovení specifických opatření ke snížení hluku se klíčem k regulaci hluku v rozvodně stává výběr porézních zvukově izolačních materiálů a určení zvukově izolační struktury. V následující části jsou vybrány tři vzorky mikroperforovaných desek, melaminové pěny a pěnového cementu, které budou vzájemně zkombinovány pro provedení experimentů.
- Kombinace dvouvrstvých mikroperforovaných plechů
Experimentální vzorky s mikroperforovanými deskami, u kterých je míra perforace vzorku 1 s mikroperforovanými deskami 1.5 %, tloušťka desky je 1 mm a průměr pórů je 0.7 mm; míra perforace vzorku 2 s mikroperforovanými deskami je 1.1 %, tloušťka desky je 1 mm a průměr pórů je 0.7 mm, a vzorku 3 s mikroperforovanými deskami 0.7 je míra perforace 1 %, tloušťka desky je 0.7 mm a průměr otvoru je XNUMX mm.
Na kombinaci dvouvrstvých mikroperforovaných desek byly provedeny dvě sady experimentů. Experiment 1 byl kombinací vzorku mikroperforovaných desek 2 a vzorku mikroperforovaných desek 1 a experiment 2 byl kombinací vzorku mikroperforovaných desek 1 a vzorku mikroperforovaných desek 3. Dvě sady experimentů na konstrukci kombinované struktury dvouvrstvých mikroperforovaných desek ukazují, že koeficient pohltivosti zvuku při 100 Hz je přibližně 0.7 a maximální hodnota koeficientu pohltivosti zvuku se v obou sadách experimentů objevuje v rozsahu od 500 Hz do 600 Hz. Ve frekvenčním pásmu nad 600 Hz koeficient pohltivosti zvuku postupně klesá.
- Kombinace pěnového cementu a mikroperforované desky
Nejprve byla použita zvukově pohlcující konstrukce kombinující pěnový cement a jednovrstvou mikroperforovanou desku. Byly provedeny dva experimenty s různými parametry kombinací pěnového cementu a jednovrstvé mikroperforované desky. V obou experimentech byl pěnový cement umístěn před mikroperforovanou desku.
Mezi daty z experimentu 3 a experimentu 4 není téměř žádná velká změna. Zvuková pohltivost kombinované konstrukce se v podstatě nemění s malými změnami tloušťky pěnového cementu a vzdálenosti mezi pěnovým cementem a mikroperforovanou deskou. Při 100 Hz je koeficient zvukové pohltivosti okolo 0.4, při 250 Hz dosahuje koeficient zvukové pohltivosti svého maxima a při přibližně 900 Hz opět dosahuje maximální hodnoty koeficientu zvukové pohltivosti.
- Melaminová pěna a kombinace mikroperforovaných panelů
Byly provedeny dvě sady experimentů s kombinací melaminové pěny a jednovrstvých mikroperforovaných desek. V obou sadách experimentů byla melaminová pěna umístěna před mikroperforovanými deskami. Koeficienty zvukové pohltivosti při 100 Hz se v obou skupinách experimentů pohybují kolem 0.7 a mezi 100 Hz a 500 Hz jsou koeficienty zvukové pohltivosti nad 0.7. Kolem 500 Hz koeficient zvukové pohltivosti klesá, ale s rostoucí frekvencí se koeficient zvukové pohltivosti postupně zvyšuje. Tato kombinace má relativně ideální efekt zvukové pohltivosti v nízkofrekvenčním i vysokofrekvenčním pásmu.
3. Analýza experimentálních výsledků
Podle charakteristik zdroje hluku hlavního zařízení rozvodny UHV, který je dominantní v nízkofrekvenčním pásmu, byly provedeny experimenty s výběrem kompozitní struktury z mikroperforovaných desek, kompozitní struktury z pěnového cementu a mikroperforovaných desek a kompozitní struktury z melaminové pěny a mikroperforovaných desek. Výsledky testů ukazují, že všechna tři kombinační schémata mohou dosáhnout určitého efektu pohlcování zvuku v nízkofrekvenčním pásmu, ale jejich aplikace v reálném inženýrství vyžaduje specifická opatření ke snížení hluku.
- Struktura kombinované mikroperforované desky
Dvouvrstvé mikroperforované desky mohou rozšířit frekvenční pásmo pohltivosti zvuku jednovrstvých mikroperforovaných desek. Princip kombinovaného návrhu, založený na principu impedančního přizpůsobení, spočívá v tom, že míra perforace přední vrstvy mikroperforovaných desek je vyšší než míra perforace zadní vrstvy desek. Kombinovaný návrh mikroperforovaných panelů může dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 150–800 Hz při tloušťce celé kombinované konstrukce 20 cm. Při tloušťce celé kombinované konstrukce 30 cm lze dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 100–800 Hz.
- Pěnový cement a mikroperforovaná kompozitní struktura
Přidání pěnového cementu před mikroperforovanou desku může rozšířit frekvenční pásmo zvukové pohltivosti mikroperforované desky a pěnový cement může také hrát roli protipožární ochrany.
Pěnový cement a jednovrstvá mikroperforovaná deska mohou dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 150–1000 Hz při tloušťce celé kombinované konstrukce 20 cm. Pěnový cement a dvouvrstvé mikroperforované panely mohou dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 150–1400 Hz při tloušťce celé kombinované konstrukce 20 cm. Při tloušťce celé kombinované konstrukce 30 cm lze dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 100–1400 Hz. Zároveň platí, že čím menší je objemová hmotnost pěnového cementu, tím větší je pórovitost a tím lepší je nízkofrekvenční pohltivý účinek.
- Pro kombinovanou strukturu materiál pohlcující zvuk a mikroperforované desky, zvukově pohlcující materiál může rozšířit frekvenční pásmo zvukově pohlcující mikroperforované desky a zvětšit vzdálenost mezi zvukově pohlcujícím materiálem a mikroperforovanou deskou. Součinitel zvukové pohltivosti středních a vysokých frekvencí se zvyšuje a vrchol zvukové pohltivosti se přesouvá k nízkým frekvencím. Zvětšením tloušťky zvukově pohlcujícího materiálu se koeficient zvukové pohltivosti nízkých frekvencí mírně snižuje a koeficient zvukové pohltivosti středních a vysokých frekvencí se zvyšuje. Zvětšení tloušťky dutiny za mikroperforovanou deskou může zvýšit nízkofrekvenční absorpci zvuku. Zvukově pohlcující materiály a dvouvrstvé mikroperforované panely mají lepší absorpci zvuku a širší frekvenční pásma zvukově pohlcujícího materiálu než zvukově pohlcující materiály a jednovrstvé mikroperforované panely.
Z analýzy experimentálních dat vyplývá, že melaminová pěna plus jednovrstvá mikroperforovaná deska mohou dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.6 ve frekvenčním rozsahu 200–1600 Hz při tloušťce celé kombinované konstrukce 20 cm. Při tloušťce celé kombinované konstrukce 30 cm lze dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.6 ve frekvenčním rozsahu 100–1600 Hz. Melaminová pěna plus dvouvrstvé mikroperforované panely mohou dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 200–1600 Hz při tloušťce celé kombinované konstrukce 20 cm. Při tloušťce celé kombinované konstrukce 30 cm lze dosáhnout koeficientu pohltivosti zvuku více než 0.7 ve frekvenčním rozsahu 100–1600 Hz.
Na základě analýzy frekvenčních charakteristik šumu hlavního transformátoru UHV a vysokonapěťové shuntovací tlumivky je zjištěno, že šumová energie hlavního transformátoru UHV je soustředěna hlavně v pásmu 100-200 Hz a šumová energie vysokonapěťové tlumivky je soustředěna hlavně v pásmu 100 Hz. Pro výběr materiálu pro snížení hluku je nutné kombinovat frekvence obou hlavních zdrojů hluku. Současně je nutné kombinovat metody redukce hluku s uspořádáním rozvodny na místě, aby se hluk kontroloval optimální kombinací materiálů a metod.
Pro více informací o melaminové pěně SINOYQX nás prosím kontaktujte na adrese [email protected] nebo nám napište: +86-28-8411-1861.
Některé obrázky a texty jsou reprodukovány z internetu a autorská práva náleží původnímu autorovi. Pokud dojde k nějakému porušení, kontaktujte nás, abychom je odstranili.