ปัจจุบัน ไฟร์วอลล์ของหม้อแปลงและเครื่องปฏิกรณ์ในสถานีไฟฟ้าแรงสูงในครัวเรือนมักจะใช้โครงสร้างคอนกรีตหล่อในที่หรือโครงสร้างอิฐและผงที่มีกรอบ ซึ่งมีผลในการกันเสียงในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความถี่ของเสียงรบกวนต่ำของหม้อแปลงและเครื่องปฏิกรณ์และความยาวคลื่นยาวของคลื่นเสียง ความสามารถในการเลี้ยวเบนและการส่งผ่านเสียงจึงแข็งแกร่งมาก จึงมักมีผลในการกันเสียงและลดเสียงรบกวนได้ไม่ดี นอกจากนี้ กำแพงกันเสียงและฝาปิดฉนวนกันเสียงของสถานีไฟฟ้าแรงสูงในปัจจุบันไม่ได้ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับลักษณะเสียงรบกวนความถี่ต่ำของสถานีไฟฟ้า และผลในการลดเสียงรบกวนก็ไม่เหมาะสม หากเราพิจารณาลักษณะเฉพาะของสถานีไฟฟ้าแรงสูงที่มีเสียงรบกวนความถี่กลางและความถี่ต่ำเป็นหลัก และใช้โครงสร้างดูดซับเสียงแบบผสมที่มีทั้งฟังก์ชันในการทำให้เงียบและดูดซับเสียง ก็หวังว่าจะสามารถลดเสียงรบกวนความถี่กลางและความถี่ต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีคุณสมบัติในการหน่วงไฟและเป็นฉนวนกันเสียง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงคุณภาพสภาพแวดล้อมด้านเสียงของสถานีไฟฟ้า
จากข้อมูลข้างต้น บทความนี้จึงวิเคราะห์ลักษณะความเข้มของแหล่งกำเนิดเสียงของอุปกรณ์หลักในสถานีไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ (UHV) โดยคำนึงถึงข้อกำหนดด้านวัสดุที่ใช้ในสถานีซึ่งต้องมีคุณสมบัติหน่วงไฟ เป็นฉนวน และคุณสมบัติอื่นๆ เราจึงเลือกทำการทดลองการดูดซับเสียงแบบเดี่ยวและแบบผสมผสานกับ ตัวอย่าง โฟมเมลามีน ตัวอย่างแผ่นเจาะรูขนาดเล็ก และตัวอย่างซีเมนต์โฟม และเสนอโครงสร้างดูดซับเสียงแบบผสมที่เหมาะสมสำหรับการลดเสียงรบกวนในสถานีไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ ซึ่งมีนัยสำคัญในการชี้นำการใช้งานทางวิศวกรรมในทางปฏิบัติ
Ⅰ. การวิเคราะห์การวัดเสียงของอุปกรณ์หลักของสถานีไฟฟ้า UHV
ในระหว่างการทำงานของสถานีไฟฟ้าแรงสูง แหล่งกำเนิดเสียงหลัก ได้แก่ หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง เครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วน โครงสร้างสถานีไฟฟ้า ฯลฯ เสียงหม้อแปลงรวมถึงเสียงตัวเครื่องและเสียงอุปกรณ์ทำความเย็น เสียงเครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนคือเสียงแม่เหล็กไฟฟ้า และเสียงโครงสร้างสถานีไฟฟ้าคือเสียงโคโรนา เสียงโคโรนาโดยทั่วไปคือเสียงความถี่ปานกลางถึงสูง ลดทอนอย่างรวดเร็วในระหว่างการแพร่กระจาย และมีช่วงการกระทบที่เล็ก เสียงความถี่ต่ำที่เกิดจากโครงสร้างภายในของหม้อแปลงและเครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนจะลดทอนอย่างช้าๆ และมีช่วงการกระทบที่กว้าง ดังนั้น การควบคุมเสียงของหม้อแปลงและเครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนจึงเป็นจุดเน้นของการควบคุมเสียงในสถานีไฟฟ้า
- การวิเคราะห์การวัดสัญญาณรบกวนหม้อแปลงหลัก
ระดับกำลังเสียงของหม้อแปลงจะวัดโดยใช้วิธีความเข้มเสียง โดยใช้หม้อแปลงเฟสเดียวเป็นวัตถุวัด ระยะห่างระหว่างเส้นคอนทัวร์ที่กำหนดและพื้นผิวการปล่อยอ้างอิงคือ 2 เมตร และเส้นคอนทัวร์ที่กำหนดสองเส้นจะถูกตั้งไว้บนระนาบแนวนอน 2 เมตรและ 4 เมตรตามลำดับ จุดวัดทั้งหมดจะอยู่บนเส้นคอนทัวร์ที่กำหนด และระยะห่างแนวนอนระหว่างจุดวัดที่อยู่ติดกันคือ 1 เมตร ใช้หัววัดความเข้มเสียงเพื่อวัดทีละจุด
เมื่อโหลดไฟฟ้าของกลุ่มหม้อแปลงเดี่ยวอยู่ที่ 2000MW ผลการวัดความเข้มเสียงของเฟส C ของหม้อแปลงในกลุ่ม I ระดับพลังงานเสียงถ่วงน้ำหนัก A มีค่าสูงสุดในย่านความถี่ 1/3 อ็อกเทฟ โดยมีความถี่กลางที่ 100, 125, 160 และ 200 Hz ของหม้อแปลง UHV ตามกลไกการสร้างเสียงรบกวนของหม้อแปลง สัญญาณรบกวนในย่านความถี่นี้ส่วนใหญ่มาจากสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวหม้อแปลง ดังนั้น เมื่อลดเสียงรบกวนของหม้อแปลง ควรให้ความสำคัญกับการลดย่านความถี่ 100~200Hz ระหว่างการวัด โหลดไฟฟ้าของกลุ่มหม้อแปลงเดี่ยวมีเสถียรภาพที่ 2000MW และระดับพลังงานเสียงถ่วงน้ำหนัก A รวมที่สอดคล้องกันของหม้อแปลงคือ 102.7dB(A)
- การวัดและวิเคราะห์สัญญาณรบกวนจากเครื่องปฏิกรณ์แรงดันสูง
วิธีการวัดระดับกำลังเสียงของเครื่องปฏิกรณ์นั้นเหมือนกับวิธีการวัดของหม้อแปลง โดยใช้เฟส B ของเครื่องปฏิกรณ์ขนานในสถานีไฟฟ้า UHV เป็นวัตถุในการวัด ระยะห่างระหว่างเส้นชั้นความสูงที่กำหนดและพื้นผิวการปล่อยมลพิษอ้างอิงคือ 1 เมตร และกำหนดเส้นชั้นความสูงที่กำหนดสองเส้นโดยมีความสูง 1.5 เมตรและ 3 เมตรตามลำดับ ระยะห่างแนวนอนระหว่างจุดวัดที่อยู่ติดกันคือ 1 เมตร
จากการวิเคราะห์พบว่าในย่านความถี่ 1/3 อ็อกเทฟทั้งหมด ส่วนประกอบความถี่ต่ำมีสัดส่วนที่ใหญ่กว่า โดยพลังงานเสียงที่ความถี่ 100Hz มีค่าสูงสุดที่ 96.4dB(A) ซึ่งสูงกว่าระดับพลังงานเสียงที่ 11.5Hz ถึง 200dB(A) พลังงานเสียงในย่านความถี่ 1/3 อ็อกเทฟที่มีความถี่ 100Hz มีค่าเท่ากับ 91.2% ของพลังงานต้านเสียงสูงแบบเฟสเดียว ดังนั้น จึงสามารถสรุปได้ว่าปรากฏการณ์การรบกวนในการกระจายสนามเสียงของเครื่องปฏิกรณ์เกิดจากคลื่นเสียงความถี่ 100Hz
Ⅱ. การทดลองวัสดุพรุนและแผ่นเจาะไมโคร
ในการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อควบคุมเสียงรบกวน มักเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผลการลดเสียงรบกวนที่คาดหวังได้โดยใช้วัสดุเพียงชนิดเดียวในการดูดซับและฉนวนกันเสียง ดังนั้น โครงสร้างที่ผสมผสานวัสดุดูดซับเสียงหลายชนิดจึงมักถูกนำมาใช้เพื่อลดเสียงรบกวน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ภายในอาคารที่มีปริมาตรขนาดใหญ่และเวลาการสะท้อนเสียงยาวนาน การใช้งานดังกล่าวค่อนข้างแพร่หลาย ในการศึกษาโครงสร้างดูดซับเสียงที่เหมาะสมสำหรับการควบคุมเสียงรบกวนในสถานีไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ เราต้องพิจารณาคุณสมบัติการเป็นฉนวนและการหน่วงไฟของวัสดุเป็นอันดับแรก และประการที่สอง เราต้องผสมผสานมาตรการเฉพาะเพื่อกำหนดโครงสร้างดูดซับเสียง
ปัจจุบัน แผ่นเจาะรูและวัสดุดูดซับเสียงถูกนำมาใช้ในตู้หุ้มฉนวนกันเสียงของสถานีไฟฟ้าแรงสูงเพื่อลดเสียงรบกวน แต่ผลที่ได้ไม่ดีในย่านความถี่ต่ำ ซึ่งต้องใช้การผสมผสานลักษณะแหล่งกำเนิดเสียงของอุปกรณ์หลักของสถานีไฟฟ้าแรงสูง หลังจากกำหนดมาตรการลดเสียงรบกวนเฉพาะแล้ว วิธีการเลือกวัสดุดูดซับเสียงที่มีรูพรุนและวิธีการกำหนดโครงสร้างดูดซับเสียงจะกลายเป็นกุญแจสำคัญในการควบคุมเสียงรบกวนในสถานีไฟฟ้า ต่อไปนี้ จะเลือกตัวอย่างแผ่นเจาะรูขนาดเล็ก โฟมเมลามีน และโฟมซีเมนต์ 3 ตัวอย่างเพื่อนำมาผสมกันเพื่อทำการทดลอง
- แผ่นผสมไมโครพรุนสองชั้น
ตัวอย่างการทดลองแผ่นเจาะรูขนาดเล็ก ซึ่งอัตราการเจาะของแผ่นเจาะรูขนาดเล็กตัวอย่างที่ 1 อยู่ที่ 1.5% ความหนาของแผ่นอยู่ที่ 1 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนคือ 0.7 มม. อัตราการเจาะของแผ่นเจาะรูขนาดเล็กตัวอย่างที่ 2 อยู่ที่ 1.1% ความหนาของแผ่นอยู่ที่ 1 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนคือ 0.7 มม. แผ่นเจาะรูขนาดเล็กตัวอย่างที่ 3 อัตราการเจาะคือ 0.7% ความหนาของแผ่นคือ 1 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนคือ 0.7 มม.
ได้ทำการทดลองสองชุดเกี่ยวกับแผ่นผสมแบบสองชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็ก การทดลองที่ 1 เป็นการรวมกันของตัวอย่างแผ่นผสมแบบสองชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็ก 2 และตัวอย่างแผ่นผสมแบบสองชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็ก 1 และการทดลองที่ 2 เป็นการรวมกันของตัวอย่างแผ่นผสมแบบสองชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็ก 1 และตัวอย่างแผ่นผสมแบบสองชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็ก 3 การทดลองสองชุดเกี่ยวกับโครงสร้างแบบผสมแผ่นผสมแบบสองชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็ก แสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงที่ 100Hz อยู่ที่ประมาณ 0.7 และค่าสูงสุดของค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงปรากฏที่ 500Hz ถึง 600Hz ในทั้งสองชุดของการทดลอง ในย่านความถี่ที่สูงกว่า 600Hz ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงจะค่อยๆ ลดลง
- การผสมผสานระหว่างซีเมนต์โฟมและแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรท
ขั้นแรก ใช้โครงสร้างดูดซับเสียงที่ผสมซีเมนต์โฟมกับแผ่นไมโครพรุนชั้นเดียว จากนั้นทำการทดลองสองครั้งด้วยพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน โดยผสมซีเมนต์โฟมกับแผ่นไมโครพรุนชั้นเดียว ในการทดลองทั้งสองครั้ง ซีเมนต์โฟมถูกวางไว้ด้านหน้าแผ่นไมโครพรุน
แทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญระหว่างข้อมูลของการทดลองที่ 3 และการทดลองที่ 4 ประสิทธิภาพการดูดซับเสียงของโครงสร้างแบบผสมนั้นโดยพื้นฐานแล้วไม่เปลี่ยนแปลงโดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความหนาของซีเมนต์โฟมและระยะห่างระหว่างซีเมนต์โฟมและแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรต ที่ความถี่ 100Hz ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงอยู่ที่ประมาณ 0.4 ที่ความถี่ 250Hz ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงจะถึงค่าสูงสุด และที่ความถี่ประมาณ 900Hz ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงจะถึงค่าสูงสุดอีกครั้ง
- โฟมเมลามีน และแผงไมโครเพอร์ฟอร์เรทแบบผสมผสาน
มีการทดลองสองชุดโดยใช้โฟมเมลามีนร่วมกับแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรตชั้นเดียว ในการทดลองทั้งสองชุด โฟมเมลามีนถูกวางไว้ก่อนแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรต ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงที่ความถี่ 100 เฮิรตซ์ในทั้งสองกลุ่มการทดลองอยู่ที่ประมาณ 0.7 ทั้งหมด และระหว่าง 100 เฮิรตซ์ถึง 500 เฮิรตซ์ ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงทั้งหมดอยู่เหนือ 0.7 ที่ความถี่ประมาณ 500 เฮิรตซ์ ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงจะลดลง แต่เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น การผสมผสานนี้มีผลในการดูดซับเสียงที่เหมาะสมในระดับหนึ่งทั้งในแถบความถี่ต่ำและแถบความถี่สูง
Ⅲ. การวิเคราะห์ผลการทดลอง
จากลักษณะเฉพาะของแหล่งกำเนิดเสียงของอุปกรณ์หลักของสถานีไฟฟ้าแรงสูงที่เด่นชัดในย่านความถี่ต่ำ การทดลองได้ดำเนินการโดยเลือกโครงสร้างคอมโพสิตแผ่นเจาะรูขนาดเล็ก โครงสร้างคอมโพสิตแผ่นเจาะรูขนาดเล็กผสมซีเมนต์โฟม และโครงสร้างคอมโพสิตแผ่นเจาะรูขนาดเล็กผสมโฟมเมลามีน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ารูปแบบการผสมผสานทั้งสามรูปแบบสามารถบรรลุผลการดูดซับเสียงในระดับหนึ่งในย่านความถี่ต่ำได้ แต่การนำไปใช้ในทางวิศวกรรมจริงนั้นต้องมีมาตรการลดเสียงรบกวนที่เฉพาะเจาะจง
- โครงสร้างผสมแผ่นเจาะรูขนาดเล็ก
แผ่นไมโครพรุนสองชั้นสามารถขยายแบนด์ความถี่การดูดซับเสียงของแผ่นไมโครพรุนชั้นเดียวได้ โดยอาศัยหลักการจับคู่ค่าอิมพีแดนซ์ หลักการออกแบบแบบผสมผสานคือ อัตราการซึมผ่านของชั้นด้านหน้าของแผ่นไมโครพรุนจะมากกว่าอัตราการซึมผ่านของชั้นด้านหลังของแผ่น การออกแบบแบบผสมผสานของแผ่นไมโครพรุนสามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 150-800Hz เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดอยู่ที่ 20 ซม. เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดอยู่ที่ 30 ซม. สามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 100-800Hz
- โครงสร้างคอมโพสิตแผ่นโฟมซีเมนต์และแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรต
การเติมซีเมนต์โฟมไว้ด้านหน้าแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรทสามารถขยายย่านความถี่ในการดูดซับเสียงของแผ่นไมโครเพอร์ฟอร์เรทได้ และซีเมนต์โฟมยังสามารถทำหน้าที่ทนไฟได้อีกด้วย
ซีเมนต์โฟมบวกกับแผ่นไมโครพรุนชั้นเดียวสามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 150-1000Hz เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดคือ 20 ซม. ซีเมนต์โฟมบวกกับแผ่นไมโครพรุนสองชั้นสามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 150-1400Hz เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดคือ 20 ซม. เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดคือ 30 ซม. สามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 100-1400Hz ในเวลาเดียวกัน ยิ่งความหนาแน่นของซีเมนต์โฟมน้อยเท่าไร ความพรุนก็จะมากขึ้นเท่านั้น และเอฟเฟกต์การดูดซับเสียงความถี่ต่ำก็จะดีขึ้น
- สำหรับโครงสร้างรวมของ วัสดุซับเสียง และแผ่นพรุนขนาดเล็ก วัสดุดูดซับเสียงสามารถขยายแบนด์ความถี่ดูดซับเสียงของแผ่นพรุนขนาดเล็กและเพิ่มระยะห่างระหว่างแผ่นดูดซับเสียงและแผ่นพรุนขนาดเล็ก ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงของความถี่กลางและสูงจะเพิ่มขึ้น และจุดสูงสุดของการดูดซับเสียงจะเคลื่อนไปที่ความถี่ต่ำ เมื่อเพิ่มความหนาของวัสดุดูดซับเสียง ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงความถี่ต่ำจะลดลงเล็กน้อย และค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงความถี่กลางและสูงจะเพิ่มขึ้น การเพิ่มความหนาของชั้นโพรงด้านหลังแผ่นพรุนขนาดเล็กสามารถเพิ่มการดูดซับเสียงความถี่ต่ำได้ วัสดุดูดซับเสียงบวกกับแผ่นพรุนขนาดเล็กสองชั้นมีการดูดซับเสียงที่ดีกว่าและแบนด์ความถี่ดูดซับเสียงที่กว้างกว่าวัสดุดูดซับเสียงบวกกับแผ่นพรุนขนาดเล็กชั้นเดียว
จากการวิเคราะห์ข้อมูลการทดลองพบว่าโฟมเมลามีนและแผ่นไมโครพรุนชั้นเดียวสามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.6 ในช่วงความถี่ 200-1600Hz เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดอยู่ที่ 20 ซม. เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดอยู่ที่ 30 ซม. สามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.6 ในช่วงความถี่ 100-1600Hz โฟมเมลามีนและแผ่นไมโครพรุนสองชั้นสามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 200-1600Hz เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดอยู่ที่ 20 ซม. เมื่อความหนาของโครงสร้างรวมทั้งหมดอยู่ที่ 30 ซม. สามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงมากกว่า 0.7 ในช่วงความถี่ 100-1600Hz
จากการวิเคราะห์ลักษณะความถี่ของเสียงรบกวนของหม้อแปลงหลัก UHV และเครื่องปฏิกรณ์แบบแยกแรงดันสูง พลังงานเสียงรบกวนของหม้อแปลงหลัก UHV ส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่ที่ 100-200Hz และพลังงานเสียงรบกวนของเครื่องปฏิกรณ์แรงดันสูงส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่ที่ 100Hz ในการเลือกวัสดุลดเสียงรบกวน จำเป็นต้องรวมความถี่ของแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนหลักทั้งสองเข้าด้วยกัน ในเวลาเดียวกัน วิธีการลดเสียงรบกวนยังต้องรวมเข้ากับเค้าโครงในสถานที่ของสถานีย่อยเพื่อควบคุมเสียงรบกวนด้วยการผสมผสานวัสดุและวิธีการที่เหมาะสมที่สุด
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโฟมเมลามีน SINOYQX โปรดติดต่อเราได้ที่[email protected]หรือโทรหาเราที่: +86-28-8411-1861
รูปภาพและข้อความบางส่วนนำมาจากอินเทอร์เน็ต และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาติดต่อเราเพื่อลบทิ้ง