特高压输电工程的可听噪声及其降低措施

特高压输电工程的可听噪声及其降低措施
发表时间：2016-11-09T10:48:24.623Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：冯红革杨阳付继超
[导读] 特高压输电线路的可听噪声特指导线周围的电晕放电噪声，是电晕和火花放电所产生的一种能直接听到的噪声。

（国网河北省电力公司检修分公司河北省石家庄 050000）
摘要：伴随着我国大电网建设的飞速发展，人们对用电质量要求也快速提高，社会各界对环境保护提出的要求也随之提高。

然而，交流变电站中的各种设备在运行过程中会产生不同程度的噪声污染。

因此，控制可听噪声是特高压输变电工程一项重要技术，对特高压输电工程质量有着很重要的意义。

鉴于此，本文主要针对特高压输电工程的可听噪声及其降低措施进行了分析，以供借鉴。

关键词：特高压输电工程；可听噪声；降低措施
1导言
变电站和换流站运行时，变压器、电抗器、滤波器、电容器等主设备会产生噪声，且频率相对较低，噪声传播距离较远，对周边噪声敏感点可能存在一定影响。

特高压输电线路的可听噪声特指导线周围的电晕放电噪声，是电晕和火花放电所产生的一种能直接听到的噪声。

2可听噪声特性分析
2.1噪声的横向分布
沿线路垂直方向，随着与线路之间距离的增加，可听噪声逐渐衰减。

在线路下方，可听噪声随距离的增加衰减较漫；在边导线对地投影之外，可听噪声随距离的增加衰减较决；随着导线对地高度的增加，噪声也有所降低，但降低程度不是很明显。

直流输电线路可听噪声主要源于正极性导线，其横向衰减特性基本上关于正极性导线对称。

2.2导线型式对可听噪声的影响
不同型号的导线产生的可听噪声有所区别。

相同表面电场强度下，子导线截面越大，导线产生的可听噪声功率越大。

可听噪声随着导线分裂数和子导线截面的增加而减小。

增加导线分裂数，可明显降低可听噪声。

2.3气候对架空输电线路可听噪声的影响
架空输电线路的电晕程度与气候有关，因此输电线路可听噪声与气候关系较大。

对交流输电线路来说，当遇上雨天、雾天，以及雪天时，水滴会在导线上出现聚集和碰撞，这时就会产生大量发沿导线，随机分布产生电晕放电，产生可听噪声。

所以，交流输电线路可听噪声需要考虑雨天情形，以雨天的电晕噪声进行评估，明确交流输电线路可听噪声特性及限值。

但是，雨天电晕噪声产生过程很复杂，不能够从理论上推导出精确预测电晕噪声的公式。

因此，各国对可听噪声的预测都是通过电晕笼内进行模拟或在试验线段上经过长期实测统计、分析而来。

2.2.4高压并联电抗器
并联电抗器分为空心电抗器与铁心电抗器两类，电抗器种类不同，频谱也会有差异。

随着用电量的快速增加，铁心式电抗器由于具备容量大、体积小的优点，在超高压输电工程中得到了广泛应用，然而其带来的噪声问题也引起了广泛关注。

虽然铁心式电抗器采用了大量的变压器技术，但是由于其在功能上的差异，其噪声与变压器产生的噪声也有较大的差异。

3特高压输电线路可听噪声的测量
3.1实际线路测量方法
特高压输电线路噪声测量主要选用《架空送电线路电晕可听噪声测量办法》（DL501-92），传声器设置在地上1.5m以上的高度。

测量方位取在两边塔高根本一样的档距基地且距沟通线路外侧导线或距直流线路正极导线的笔直投影15m处。

线路噪声侧面散布的测量方位应在档距基地的线路基地线、基地线与外侧导线（或正极导线）之间、外侧（正极）导线的下方以及距外侧（正极）导线的笔直投影间隔15m、30m、45m和60m处。

自由场传声器的膜片应笔直对准沟通线路的中导线或直流线路的正极导线。

3.2模仿线路测量办法
当现场实践测量不具备条件时，能够经过实验室办法进行模仿线路测量，而电晕笼则是其间最为典型的实验设备。

电晕笼本体为轴面全封闭的网状金属笼，其横截面可认为圆形或方形（视现场条件决议），选用低阻抗测量设备接地的方法来模仿。

实验导线置于电晕笼的正基地处（其间沟通实验选用单导线，而直流实验选用单极或双极导线），用来模仿输电线路。

因为实验导线线与壁面间隔远小于实践输电线路与地面间的距离，因而，只需要在实验线路上施加相对较低的电压，便可使实验导线的外表组成场强达到与实践输电线路平等的水平，此刻实验线路的电晕特征，能够用来表征平等组成场强水平下实践输电线路的电晕特性。

3特高压输电工程降低可听噪声的措施
3.1导线
分裂导线采用对称分布的子导线时，需要增加导线分裂发数目，以及控制分裂导线之间的间距，从而减小导线表面强度。

分裂导线最好采取子导线非对称分裂方式，使子导线分配电荷均匀，能够改善导线表面的电场分布。

在对称分布子导线线束中附加子导线，改善各子导线表面发电荷分布。

3.2交流滤波器
关于交流滤波器，其噪声构成的主要机理就是与干式空芯平波电抗器相似，参考干式平波电抗器降噪方式。

关于滤波电容器，可以经过添加串联电容器元件的数目来减少内部的电介质应力和振动力，经过改善机械阻尼来压紧仓库式电容器元件以发展电容器元件外壳的刚度，添加壳体的隔声量，在电容器支架上添加减震设备等降低沟通滤波器的噪声。

从变压器铁芯、绕组等采纳办法降低噪声是最主要的技术办法之一，但这些降噪技术通常遭到经济成本限制而难以进一步发展。

在现有的技术前提下，仅选用功能优良的硅钢片来降低本体噪声，会导致变压器性价比降低。

此外，经过改善铁芯、绕组材料、技术、构造来降低噪声十分困难，相对技术要求较高、投入的费用也会很大，因而，需要结合噪声传播途径及其特点，挑选合理的控制方式。

3.3交流变电站
首先对于金具电晕噪声，可采取如下降噪措施：通过对金具和设备的环表面电场均压强度的合理计算，我们提出了金具和设备均压环
的优化设计方案，从而降低金具表面，以及设备均压环电场强度，减小电晕，控制噪声，并提高1000kV系统所用金具的加工工艺。

其次，对于变压器本体可听噪声的控制，我们主要根据减弱铁心可听噪声，其具体降噪措施主要为：制造变压器铁心则使用高导磁硅钢片；降低磁通的密度，由于变压器自身噪声可与磁通密度相连，当磁通密度增加0.1，其变压器自身的噪声就会增加2.5dB（A）；变压器铁心采用多级接缝；在铁心片间加装薄型减振橡胶膜；在变压器油箱底部和变压器铁心之间安装隔振橡胶垫；在变压器油箱和安装基础之
间安装隔振胶皮。

再者，对于冷却设备噪声的控制，可通过设备本身噪声的降低，并有效隔绝传播的路径，并采用自冷式散热器替代风冷散热器或强迫油循环风冷却器，冷却器选择时，需要在满足整体系统设计要求时，充分考虑可听噪声的指标，如若若配有风机，则选用低噪声冷却风机，并且风机和支架间需要安装相应的隔振装置，风机进出口处，则需要安装消声器；油箱和散热片之间的结构需要加强，将散热器的各散热片与油箱焊接连成占体，减小散热片的振动以降低噪声。

最后，对于高压并联电抗器，在设计中可以通过采取以下措施来控制振动与噪声：采用高导磁硅钢片，铁心多级接缝，磁通密度控制在较低水平；严格控制铁心尺寸，保持铁心压紧力和夹紧力；在铁心和油箱之间增加减振层；增加油箱钢板的厚度；增加冷却器容量，减少风扇组数，选用低噪声风扇；控制磁屏蔽的设计磁通密度，采用有效固定方式。

5结论
综上所述，实现特高压输电线路优化设计，降低输电线路可听噪声水平，营造良好声环境已成为特高压输电技术发展的必然需求。

特高压输电线路可听噪声的研究工作仍然任重道远，今后还需在可听噪声的预测方法中补充温度、湿度等环境因素对可听噪声的影响，并实现复杂气候条件下可听噪声的准确预测，为特高压输电线路设计进一步优化提供保障。

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