宽频薄板共振吸声板在室内变电站的应用
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摘要：探讨不同组合薄板共振吸声板的吸声性能，推荐用于室内变电站的薄板共振吸声板。
关键词：薄板共振；变压器；低频；吸声系数
1 引言
现代化的社会中，人们不管是生活、工作、生产中都要用到电。电的远距离运输往往采用高压的形式，需要通过变压器将高压电转换成生产、生活用电。随着国家城市化进程速度的加快，以往在城市周边的变压站逐渐被小区包围，变压站噪声扰民问题日益凸显。
变压器噪声主要是由变压器本体振动及其冷却装置振动而产生的，它和变压器容量、硅钢片的材质、铁心结构、磁通密度和冷却装置振动特性有关。其中变压器本体噪声主要取决于铁心振动，而冷却装置振动的根源在于冷却风扇和变压器油泵在运行时产生的振动。
变压器运行产生的噪声呈低频特性，峰值一般出现在20—500 Hz 频段上，对于不同的电力变压器，噪声频谱有所不同，总体来说，变压器本体噪声以中低频为主，声压级为63—75dB，具有传播距离远、衰减速度慢等特性。
2 变压器声功率级
图1 变电站220kv变压器噪声频谱图
图1为220kv变压器实测倍频柱状图，从上图可以看出63—500Hz噪声值很高，63、125Hz高达81dB（A），给噪声治理带来了很大的困难。
2.1 宽频薄板共振原理
宽频薄板共振吸声板，其结构为把薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）镶嵌于吸声材料内，边界自由。这样就形成边界自由的质量—弹簧共振结构。它对低频的声音有良好的吸收性能。薄板相当于质量块，板后的吸声材料相当于弹簧。当声波作用于薄板表面时，在声压的交变作用下引起薄板的振动。使振动的动能转化为热能而使声能得到衰减。当入射声波的频率与振动系统的固有频率一致时，振动系统就会发生共振现象，声能将获得最大的吸收。
2.2 宽频薄板共振板吸声系数
依据宽频薄板共振吸声板的工作原理，共振板、共振板形状及共振板前后吸声材料厚度，对吸声性能有直接的关系。
在宽频薄板共振吸声板，孔板+50mm厚玻璃棉+共振板+50mm厚玻璃棉中，不同材质的共振板采用B&K阻抗管作为测试设备，采用传递矩阵法测试不同组合宽频薄板共振吸声板吸声性能对比图如下：
1）共振板为pvc布、橡塑板的吸声系数见图2。
图2
由变压器噪声频谱可以看出，噪声值主要为63—500Hz。针对低频63—500Hz比较从上图可以看出橡塑板明显比pvc板好，吸声系数线更向低频方向移动。
2）共振板为橡塑板，形状为圆形与方形，其吸声系数见图3。
图3
由上图可以看出在63—500Hz低频部分，圆pvc布比方pvc布好，更向低频方向移动。
3）共振板为沥青板、钢板，其吸声系数见图4。
图4
由上图可以看出在63—500Hz低频部分，沥青板与钢板吸声系数相差不大。
4）共振板为橡塑板、钢板，其吸声系数见图5。
图5
由上图可以看出在63—500Hz低频部分，橡塑板比钢板吸声系数略好。
通过分析可知在薄板共振吸声板中，橡塑板作为共振板，吸声系数在63—500Hz范围内最佳。另橡塑板成本低、重量轻等优点。综合考虑推荐采用橡塑板作为共振板。
4 结论
本文探讨了不同组合薄板共振吸声板的吸声性能，并与大型变压器噪声频谱作比对。对室内变电站墙体结构提供了数据支持。