Hiện nay, tường lửa của máy biến áp và lò phản ứng trong các trạm biến áp UHV trong nước thường sử dụng kết cấu bê tông đúc tại chỗ hoặc kết cấu gạch và bột có khung, có tác dụng cách âm nhất định. Tuy nhiên, do tần số tiếng ồn của máy biến áp và lò phản ứng thấp và bước sóng dài của sóng âm, khả năng nhiễu xạ và truyền tiếng ồn của chúng rất mạnh, do đó hiệu quả cách âm và giảm tiếng ồn thường kém. Ngoài ra, các rào cản âm thanh và nắp cách âm hiện tại của trạm biến áp UHV không được thiết kế riêng cho đặc tính tiếng ồn tần số thấp của trạm biến áp, và hiệu quả giảm tiếng ồn không lý tưởng. Nếu chúng ta có thể xem xét các đặc điểm của trạm biến áp UHV bị chi phối bởi tiếng ồn tần số trung bình và thấp và áp dụng kết cấu hấp thụ âm thanh tổng hợp có cả chức năng làm im lặng và hấp thụ âm thanh, hy vọng rằng nó có thể giảm hiệu quả tiếng ồn tần số trung bình và tần số thấp và có đặc tính chống cháy và cách nhiệt. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với việc cải thiện chất lượng môi trường âm thanh của trạm biến áp.
Dựa trên cơ sở đó, bài báo này phân tích đặc điểm cường độ nguồn tiếng ồn của các thiết bị chính trong trạm biến áp siêu cao áp. Xét đến yêu cầu về vật liệu trong trạm phải có tính chất chống cháy, cách điện và các đặc tính khác, chúng tôi đã tiến hành các thí nghiệm hấp thụ âm đơn lẻ và kết hợp trên các mẫu xốp melamine , mẫu tấm đục lỗ siêu nhỏ và mẫu xi măng xốp, và đề xuất một cấu trúc hấp thụ âm hỗn hợp phù hợp để giảm tiếng ồn trong các trạm biến áp siêu cao áp. Điều này có ý nghĩa hướng dẫn thực tiễn quan trọng cho các ứng dụng kỹ thuật thực tế.
Ⅰ. Phân tích đo tiếng ồn của thiết bị chính trạm biến áp UHV
Trong quá trình vận hành trạm biến áp UHV, các nguồn tiếng ồn chính bao gồm máy biến áp cao áp, cuộn kháng shunt, kết cấu trạm biến áp, v.v. Tiếng ồn máy biến áp bao gồm tiếng ồn thân máy và tiếng ồn thiết bị làm mát, tiếng ồn cuộn kháng shunt là tiếng ồn điện từ và tiếng ồn kết cấu trạm biến áp là tiếng ồn corona. Tiếng ồn corona thường có tần số trung bình đến cao, suy giảm nhanh trong quá trình lan truyền và có phạm vi tác động nhỏ. Tiếng ồn tần số thấp do cấu trúc bên trong của máy biến áp và cuộn kháng shunt tạo ra suy giảm chậm và có phạm vi ảnh hưởng rộng. Do đó, kiểm soát tiếng ồn của máy biến áp và cuộn kháng shunt là trọng tâm của kiểm soát tiếng ồn trong trạm biến áp.
- Phân tích đo tiếng ồn của máy biến áp chính
Mức công suất âm thanh của máy biến áp được đo bằng phương pháp cường độ âm thanh. Lấy máy biến áp một pha làm đối tượng đo, khoảng cách giữa đường đồng mức quy định và bề mặt phát xạ tham chiếu là 2m và đặt hai đường đồng mức quy định, nằm trên mặt phẳng ngang lần lượt là 2m và 4m. Tất cả các điểm đo đều nằm trên đường đồng mức quy định và khoảng cách ngang giữa các điểm đo liền kề là 1m. Sử dụng đầu dò cường độ âm thanh để đo từng điểm.
Khi tải công suất của một nhóm máy biến áp đơn là 2000MW, kết quả đo cường độ âm thanh của pha C của máy biến áp trong Nhóm I. Mức công suất âm thanh có trọng số A là lớn nhất trong dải tần số 1/3 quãng tám với tần số trung tâm là 100, 125, 160 và 200 Hz của máy biến áp UHV. Theo cơ chế tạo tiếng ồn của máy biến áp, tiếng ồn trong dải tần số này chủ yếu đến từ tiếng ồn điện từ của thân máy biến áp. Do đó, khi giảm tiếng ồn của máy biến áp, nên ưu tiên giảm dải tần số 100~200Hz. Trong quá trình đo, tải công suất của một nhóm máy biến áp đơn ổn định ở mức 2000MW và mức công suất âm thanh có trọng số A tổng tương ứng của các máy biến áp là 102.7dB(A).
- Đo lường và phân tích tiếng ồn của lò phản ứng điện áp cao
Phương pháp đo mức công suất âm thanh của lò phản ứng giống như phương pháp đo của máy biến áp. Lấy pha B của lò phản ứng song song trong trạm biến áp UHV làm đối tượng đo, khoảng cách giữa đường đồng mức quy định và bề mặt phát xạ tham chiếu là 1m và đặt hai đường đồng mức quy định có chiều cao lần lượt là 1.5m và 3m. Khoảng cách ngang giữa các điểm đo liền kề là 1m.
Phân tích cho thấy trong toàn bộ dải tần 1/3 quãng tám, các thành phần tần số thấp chiếm tỷ lệ lớn hơn, trong đó công suất âm thanh ở tần số 100Hz là lớn nhất, đạt 96.4dB(A), cao hơn 11.5dB(A) so với mức công suất âm thanh 200Hz. Công suất âm thanh trong dải tần 1/3 quãng tám nơi có tần số 100Hz chiếm 91.2% công suất phản âm cao một pha. Do đó, có thể xác định rằng hiện tượng giao thoa trong phân phối trường âm thanh của lò phản ứng là do sóng âm 100Hz gây ra.
Ⅱ. Vật liệu xốp và thí nghiệm tấm vi lỗ
Trong thiết kế kỹ thuật kiểm soát tiếng ồn, việc đạt được hiệu quả giảm tiếng ồn như mong muốn bằng cách sử dụng một vật liệu duy nhất cho cả hấp thụ âm thanh và cách âm thường rất khó khăn. Do đó, các cấu trúc kết hợp vật liệu hấp thụ âm thanh thường được sử dụng để giảm tiếng ồn. Đặc biệt, trong các không gian trong nhà có thể tích lớn và thời gian dội âm dài, ứng dụng này khá phổ biến. Để nghiên cứu cấu trúc hấp thụ âm thanh phù hợp cho việc kiểm soát tiếng ồn trong các trạm biến áp siêu cao áp, trước tiên chúng ta phải xem xét các đặc tính cách điện và chống cháy của vật liệu, và thứ hai, chúng ta phải kết hợp các biện pháp cụ thể để xác định cấu trúc hấp thụ âm thanh phù hợp.
Hiện nay, các tấm đục lỗ và vật liệu hấp thụ âm thanh được sử dụng trong các vỏ cách âm của trạm biến áp UHV để giảm tiếng ồn, nhưng hiệu quả không tốt ở dải tần số thấp. Điều này đòi hỏi phải kết hợp các đặc điểm nguồn âm thanh của các thiết bị chính của trạm biến áp UHV. Sau khi xác định các biện pháp giảm tiếng ồn cụ thể, cách lựa chọn vật liệu hấp thụ âm thanh xốp và cách xác định cấu trúc hấp thụ âm thanh trở thành chìa khóa để kiểm soát tiếng ồn trong trạm biến áp. Sau đây, ba mẫu tấm đục lỗ siêu nhỏ, bọt melamine và xi măng bọt được chọn để kết hợp với nhau để tiến hành thí nghiệm.
- Kết hợp tấm vi lỗ hai lớp
Mẫu thử nghiệm tấm vi đục lỗ, trong đó tỷ lệ đục lỗ của mẫu tấm vi đục lỗ 1 là 1.5%, độ dày tấm là 1mm và đường kính lỗ là 0.7mm; tỷ lệ đục lỗ của mẫu tấm vi đục lỗ 2 là 1.1%, độ dày tấm là 1mm và đường kính lỗ là 0.7mm, mẫu tấm vi đục lỗ 3, tỷ lệ đục lỗ là 0.7%, độ dày tấm là 1mm và đường kính lỗ là 0.7mm.
Hai bộ thí nghiệm đã được tiến hành trên tổ hợp tấm vi lỗ hai lớp. Thí nghiệm 1 là tổ hợp của mẫu tấm vi lỗ 2 và mẫu tấm vi lỗ 1, và thí nghiệm 2 là tổ hợp của mẫu tấm vi lỗ 1 và mẫu tấm vi lỗ 3. Hai bộ thí nghiệm trên cấu trúc tổ hợp tấm vi lỗ hai lớp cho thấy hệ số hấp thụ âm thanh ở tần số 100Hz là khoảng 0.7 và giá trị cực đại của hệ số hấp thụ âm thanh xuất hiện ở tần số 500Hz đến 600Hz trong cả hai bộ thí nghiệm. Trong dải tần số trên 600Hz, hệ số hấp thụ âm thanh giảm dần.
- Sự kết hợp giữa xi măng xốp và tấm ván vi lỗ
Đầu tiên, một cấu trúc hấp thụ âm thanh kết hợp xi măng bọt và một tấm vi lỗ đơn lớp đã được sử dụng. Hai thí nghiệm với các thông số khác nhau đã được thực hiện bằng cách kết hợp xi măng bọt và một tấm vi lỗ đơn lớp. Trong cả hai thí nghiệm, xi măng bọt được đặt trước tấm vi lỗ.
Hầu như không có thay đổi lớn giữa dữ liệu của Thí nghiệm 3 và Thí nghiệm 4. Hiệu suất hấp thụ âm thanh của kết cấu kết hợp về cơ bản không thay đổi với những thay đổi nhỏ về độ dày của xi măng bọt và khoảng cách giữa xi măng bọt và tấm đục lỗ siêu nhỏ. Ở tần số 100Hz, hệ số hấp thụ âm thanh là khoảng 0.4, ở tần số 250Hz, hệ số hấp thụ âm thanh đạt cực đại và ở khoảng 900Hz, nó lại đạt giá trị cực đại của hệ số hấp thụ âm thanh.
- Bọt Melamine và sự kết hợp tấm vi đục lỗ
Hai bộ thí nghiệm đã được tiến hành trên sự kết hợp của bọt melamine và các tấm vi lỗ đơn lớp. Trong cả hai bộ thí nghiệm, bọt melamine được đặt trước các tấm vi lỗ. Hệ số hấp thụ âm thanh ở tần số 100Hz trong cả hai nhóm thí nghiệm đều ở mức khoảng 0.7 và trong khoảng từ 100Hz đến 500Hz, hệ số hấp thụ âm thanh đều trên 0.7. Khoảng 500Hz, hệ số hấp thụ âm thanh giảm, nhưng khi tần số tăng, hệ số hấp thụ âm thanh tăng dần. Sự kết hợp này có hiệu ứng hấp thụ âm thanh tương đối lý tưởng ở cả dải tần số thấp và tần số cao.
Ⅲ. Phân tích kết quả thực nghiệm
Theo đặc điểm của nguồn tiếng ồn của thiết bị chính của trạm biến áp UHV nổi bật trong băng tần thấp, các thí nghiệm đã được tiến hành bằng cách lựa chọn cấu trúc composite tấm vi lỗ, cấu trúc composite xi măng bọt cộng với tấm vi lỗ và cấu trúc composite bọt melamin cộng với tấm vi lỗ. Kết quả thử nghiệm cho thấy cả ba phương án kết hợp đều có thể đạt được hiệu quả hấp thụ âm thanh nhất định trong băng tần thấp, nhưng cách áp dụng vào kỹ thuật thực tế đòi hỏi các biện pháp giảm tiếng ồn cụ thể.
- Cấu trúc kết hợp tấm vi lỗ
Tấm vi lỗ hai lớp có thể mở rộng dải tần hấp thụ âm thanh của tấm vi lỗ một lớp. Dựa trên nguyên lý kết hợp trở kháng, nguyên lý thiết kế kết hợp là tỷ lệ đục lỗ của lớp trước của tấm vi lỗ lớn hơn tỷ lệ đục lỗ của lớp sau của tấm. Thiết kế kết hợp của tấm vi lỗ có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh hơn 0.7 trong dải tần số 150-800Hz khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 20cm. Khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 30cm, có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh hơn 0.7 trong dải tần số 100-800Hz.
- Xi măng bọt cộng với cấu trúc composite tấm vi lỗ
Việc thêm xi măng bọt vào phía trước tấm ván siêu nhỏ có thể mở rộng dải tần hấp thụ âm thanh của tấm ván siêu nhỏ và xi măng bọt cũng có thể phát huy tác dụng chống cháy.
Xi măng bọt cộng với tấm vi lỗ đơn lớp có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.7 trong dải tần số 150-1000Hz khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 20cm. Xi măng bọt cộng với tấm vi lỗ hai lớp có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.7 trong dải tần số 150-1400Hz khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 20cm. Khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 30cm, có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.7 trong dải tần số 100-1400Hz. Đồng thời, khối lượng riêng của xi măng bọt càng nhỏ thì độ xốp càng lớn và hiệu ứng hấp thụ âm thanh tần số thấp càng tốt.
- Đối với cấu trúc kết hợp của vật liệu hấp thụ âm thanh và tấm vi lỗ, vật liệu hấp thụ âm thanh có thể mở rộng dải tần hấp thụ âm thanh của tấm vi lỗ và tăng khoảng cách giữa tấm hấp thụ âm thanh và tấm vi lỗ. Hệ số hấp thụ âm thanh của tần số trung bình và cao tăng lên và đỉnh hấp thụ âm thanh di chuyển đến tần số thấp. Bằng cách tăng độ dày của vật liệu hấp thụ âm thanh, hệ số hấp thụ âm thanh tần số thấp giảm nhẹ và hệ số hấp thụ âm thanh tần số trung bình và cao tăng lên. Tăng độ dày của lớp khoang phía sau tấm vi lỗ có thể làm tăng khả năng hấp thụ âm thanh tần số thấp. Vật liệu hấp thụ âm thanh cộng với tấm vi lỗ hai lớp có khả năng hấp thụ âm thanh tốt hơn và dải tần hấp thụ âm thanh rộng hơn so với vật liệu hấp thụ âm thanh cộng với tấm vi lỗ một lớp.
Có thể thấy từ phân tích dữ liệu thực nghiệm rằng bọt melamine cộng với tấm vi lỗ đơn lớp có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.6 trong dải tần số 200-1600Hz khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 20cm. Khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 30cm, hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.6 có thể đạt được trong dải tần số 100-1600Hz. Bọt melamine cộng với tấm vi lỗ hai lớp có thể đạt được hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.7 trong dải tần số 200-1600Hz khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 20cm. Khi độ dày của toàn bộ kết cấu kết hợp là 30cm, hệ số hấp thụ âm thanh lớn hơn 0.7 có thể đạt được trong dải tần số 100-1600Hz.
Dựa trên phân tích đặc tính tần số tiếng ồn của máy biến áp chính UHV và lò phản ứng phân luồng cao áp, năng lượng tiếng ồn của máy biến áp chính UHV chủ yếu tập trung ở tần số 100-200Hz, năng lượng tiếng ồn của lò phản ứng cao áp chủ yếu tập trung ở tần số 100Hz. Để lựa chọn vật liệu giảm tiếng ồn, cần kết hợp tần số của hai nguồn tiếng ồn chính. Đồng thời, các phương pháp giảm tiếng ồn cũng cần kết hợp với bố trí tại chỗ của trạm biến áp để kiểm soát tiếng ồn bằng sự kết hợp tối ưu giữa vật liệu và phương pháp.
Để biết thêm thông tin về mút xốp melamine SINOYQX, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected] hoặc gọi điện đến số: +86-28-8411-1861.
Một số hình ảnh và văn bản được sao chép từ Internet và bản quyền thuộc về tác giả gốc. Nếu có bất kỳ vi phạm nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.