变电站噪声治理方案的研究

摘要：本文首先分析噪声的传播特点以及声屏障的降噪原理，然后分析围墙声屏障、设备加装隔声箱体以及围墙外扩方案的优劣，提出综合运用三个方案开展变电站噪声治理，在工程实际中应用并取得预期的噪声治理效果。

一、引言

2015年1月1日起实施的新《环保法》、《环境影响评价导则》和《建设项目竣工环境保护验收技术规范（输变电工程）》、2016年9月1日新修订的《环境影响评价法》、2017年10月1日新修订的《建设项目环境保护管理条例》对输变电工程环境保护提出了更多更高的要求，变电站噪声达标是不可逾越的法律底线。同时，随着居民环保意识的不断增强，变电站噪声扰民的纠纷和投诉不断增多，环保部门也在不断强化监管力度。变电站噪声问题已成为电力企业必须面对并迅速着手解决的急迫问题。

二、声屏障的噪声治理原理

变电站的噪声主要来自于主变压器、高压并联电抗器和母线及金具设备等。运行变电站噪声治理主要分为对噪声源设备的改造、更换和噪声传播途径中的降噪处理两大类，本文研究噪声传播途径中的降噪方案。声音在无障碍情况下传播，点声源衰减公式为

根据公式（1），可得出距离声源点越远，声音的衰减越大。因此，增加测量点与噪声源的距离，是降低测量点噪声的重要措施。

目前噪声治理的原理主要有隔声法、消声法、吸声法、有源降噪法、阻尼减振法等，声屏障是综合运用隔声法、吸声法、消声法等原理，设计出的一种十分有效的降噪设施。当变电站设备发出的噪声遇到声屏障时，将会产生透射、反射以及绕射现象。部分声波直接穿过声屏障称为透射，部分声波在声屏障表面被反射回来，部分声波通过声屏障顶部到达受声点称为绕射，声屏障的功能就是尽量减少透射声和绕射声。声屏障降噪的基本原理如图1，当声波到达声屏障表面时，将越过声屏障顶部而产生绕射，在声屏障背面形成“声影区”，“声影区”面积越大降噪效果越好。

从公式（2）及图2可以看出，声屏障绕射发生的衰减只与菲涅尔指数N有关，当A+B-d越大、λ（声波波长）越小，则绕射衰减越大，声屏障的降噪效果也就越好。工程应用中，λ声波波长难以改变，但可以增加声屏障的高度，从而增加A+B-d，实现降低测量点的噪音。

三、噪声治理方案

变电站噪声治理是综合运用隔声、吸声、消声和阻尼减振降噪的原理，通过方案设计和工程实施，以达到降低变电站厂界和站外敏感设施噪声的目的。

1．围墙外扩方案

按照GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》测点布设在工业企业厂界外侧，现场测量时一般将测点布置在围墙外1米、高1.2米或围墙外1米、高于围墙0.5米的位置[2]。因此，可将围墙外移以增大测点到噪声源的距离，起到降低测点的噪声的作用。该方案的优点：可以有效降低厂界处的噪声值，容易通过环保验收，实施成本较小。缺点：一是将涉及重新征用土地，办理征地手续难度较大，处于城市中的变电站存在无地可用的情况。二是不能降低变电站站外敏感点的噪声。

2．围墙隔声屏障方案

在围墙内侧安装声屏障，声屏障综合应用吸声、隔声和阻尼减震原理设计制造。优点：因测点位在围墙外1米、高1.2米的位置或围墙外1米、高于围墙0.5米的位置[2]，增加声屏障的高度即可有效降低测点的噪声。缺点：声屏障不能无限增高，因此该方案对站外敏感点（居民建造物）治理效果不太好。工程实际应用中，采用不同材质的隔声、吸声板组装成声屏障，吸声和隔声板的性能、参数等需满足设计要求。

3．设备加装吸隔声箱体方案

在噪声源（变压器或高压电抗器）周围设置了隔声箱体结构，箱体壁面上加装吸声板和隔声板，将设备噪声阻挡、吸收在箱体内。优点：可有效大幅降低噪声向箱体外传播，起到降低噪声源噪声的作用，还能有效降低站外敏感点（居民建筑物）的噪声。缺点：箱体声屏障将降低主变或高抗周围空气的流动速度，将造成设备散热能力降低。工程实际应用中，为解决设备周围空气流动性不足问题，通常在箱体侧面安装消声器和排风扇，用排风扇将空气通过消声器排出箱体。工程中采用不同材质的隔声、吸声板组装成吸隔声箱体，吸声和隔声板的性能、参数等需满足设计要求。

综上所述，三个治理方案都具有降噪效果、经济性和可操作性，三个方案各有优劣，却互为补充，因此综合运用扩建围墙边界、围墙声屏障和设备加装吸隔声箱体三个方案开展变电站噪声治理，将能起到很好的噪声治理效果。

四、工程应用效果

某500千伏变电站站界噪声超标，噪声源主要为变压器和高压电抗器，经现场测量见表1，厂界昼间最高72.3 dB（A），夜间最高66.4 dB（A），均超过环境影响评价确定的《声环境质量标准》（GB3096－2008）2类标准，即昼间60 dB（A）和夜间50dB（A）的噪声排放限值[3]。

图3变电站平面示意图

治理方案为：1号观测点噪声超标较小，因围墙内外均难以加装声屏障，因此将1号观测点整面围墙外扩。2号观测点超标最严重，原因是噪声源（高压电抗器）在旁边，治理方案是在高抗加装隔声箱体，旁边的围墙加装声屏障。其余噪声超标点的围墙均加装声屏障。施工完成后噪声监测结果昼间最高56.2 dB（A），夜间最高48.3 dB（A），详见表2，均满足《声环境质量标准》（GB3096－2008）2类标准要求。

图5-7 围墙隔声屏障 图5-8 高压电抗器隔声箱体

五、结语

工程实践证明，围墙隔声屏障、设备加装吸隔声箱体和外扩围墙相结合的变电站噪声治理方案非常有效，可在变电站噪声治理工程中大量应用。