一種用於變電站的全頻段降噪聲屏障及屏蔽裝置的製作方法

2023-05-15 01:01:01

本實用新型涉及噪聲控制領域，尤其涉及一種用於變電站的全頻段降噪聲屏障及屏蔽裝置。

背景技術：

變電站是重要的電力中轉場所，近年來，隨著國民經濟的發展，城市用電量快速增加，城市中心用電負荷密度增大，110~220kv乃至500kv的變電站都已進入中心城區，尤其是原有的一些建造年代比較早的變電站周圍也陸續成為居民住宅區，變電站城市化現象越來越嚴重，與周圍人居環境產生了較大矛盾。隨著人們環保意識的不斷提高，變電站噪聲擾民投訴事件逐漸增多，因此研發與變電站降噪相關的新型技術和產品尤為迫切。

變電站主要噪聲源包括變壓器、高抗器、冷卻風機等，其中變壓器本體噪聲及其冷卻系統的噪聲是大多數變電站最主要的噪聲來源，本體噪聲主要來源於矽鋼片的磁致伸縮引起的鐵心振動以及矽鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產生的電磁吸引力，以低頻線譜噪聲為主；冷卻裝置的噪聲主要來源於冷卻風扇或變壓器油泵運行時產生的振動，隨風扇和油泵的轉速變化，噪聲頻譜特徵表現為以不同頻段噪聲為主。因此變電站主要噪聲頻譜特性為全頻段分布，但以低頻噪聲為主。

變壓器的降噪方式主要包括從聲源處降噪和在傳播路徑上降噪兩大類，從聲源處降噪對於已經建好的變壓器來說整修繁瑣、工程浩大，可行性不高；在傳播路徑中降噪主要採用隔聲罩、聲屏障等設備，但由於低頻噪聲具有較強的穿透性和衍射特性，傳統聲屏障對低頻段噪聲效果不佳，若要取得較好的效果，聲屏障厚度又過大，給運輸和施工帶來不便性。因此，研發一種對低頻有一定降噪效果且便於施工安裝的聲屏障具有重要的現實意義。

如中國實用新型專利《一種戶內變電站用低頻吸聲降噪裝置》（授權公告號CN 204356925 U）公開的低頻吸聲降噪裝置，該裝置存在安裝要求要，需要背靠牆，且只能對室內低頻噪聲有一定的作用。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種用於變電站的全頻段降噪聲屏障及屏蔽裝置。本實用新型包括超材料低頻降噪層和高頻降噪層，超材料低頻降噪層設置於全頻段降噪聲屏障本體的前端，高頻降噪層設置於超材料低頻降噪層後端，超材料低頻降噪層由若干周期性排布的晶格組成，每個晶格間設置矽橡膠彈性薄膜，矽橡膠彈性薄膜的聲入射方向一側粘貼有質量塊。本實用新型的全頻段降噪聲屏障對高、中、低頻段均有良好降噪功能。

本實用新型的技術方案是：一種用於變電站的全頻段降噪聲屏障，包括超材料低頻降噪層和高頻降噪層，其特徵在於：所述的超材料低頻降噪層設置於全頻段降噪聲屏障本體的前端，高頻降噪層設置於超材料低頻降噪層後端，所述的超材料低頻降噪層由若干周期性排布的晶格組成，每個晶格間設置矽橡膠彈性薄膜，矽橡膠彈性薄膜的聲入射方向一側粘貼有質量塊。

根據如上所述的用於變電站的全頻段降噪聲屏障，其特徵在於：所述的晶格採用有機玻璃、樹脂或EVA材料製成。

根據如上所述的用於變電站的全頻段降噪聲屏障，其特徵在於：單位晶格的厚度為1 mm 至2mm，稜寬不超過2mm，矽橡膠彈性薄膜厚度為0.1 mm 至1mm。

根據如上所述的用於變電站的全頻段降噪聲屏障，其特徵在於：所述的質量塊為鐵片質量塊，厚度不超過2mm，質量塊面積不超過晶格所圍薄膜面積的1/2。

根據如上所述的用於變電站的全頻段降噪聲屏障，其特徵在於：所述的高頻降噪層由內至外包括多孔鋁板、玻璃吸音棉、阻火材料和隔音背板。

根據如上所述的用於變電站的全頻段降噪聲屏障，其特徵在於：所述的多孔鋁板穿孔率在50%以上，厚度為1 mm 至1.5mm；玻璃吸音棉厚度為100mm；阻火材料選用玻鎂板，厚度為5mm；隔音背板為玻璃鋼材料，外表面無發光。

一種用於變電站的屏蔽裝置，包括鋼結構立柱的安裝和全頻段降噪聲屏障本體的安裝，其特徵在於：所述的全頻段降噪聲屏障本體為如上所述的用於變電站的全頻段降噪聲屏障。

根據如上所述的用於變電站的屏蔽裝置，其特徵在於：所述的鋼結構立柱為H型鋼，H型鋼表面依次塗有熱鍍鋅層和防腐塗層，H型鋼立柱固定在地面基礎上，底部用螺絲固定，H型鋼設置有靜電接地裝置。

根據如上所述的用於變電站的屏蔽裝置，其特徵在於：所述的全頻段降噪聲屏障本體豎向插入H型鋼立柱兩側的凹槽中，經緊固件與H型鋼立柱固接為一體。

本實用新型產生的有益效果是：採用全頻段降噪聲屏障將超材料技術與吸隔聲技術相結合，可有效控制變電站噪聲傳播路徑，降低全頻段噪聲，相比於傳統聲屏障具有隔聲量大、厚度小、質量輕等優點，且有效彌補了傳統聲屏障難以阻隔500Hz以下低頻噪聲的不足。

附圖說明

圖1是本實用新型全頻段降噪聲屏障示意圖；

圖2是本實用新型全頻段降噪聲屏障縱剖面示意圖；

圖3是本實用新型全頻段降噪聲屏障連接後的結構示意圖。

附圖標記說明，1-全頻段降噪聲屏障本體，2-超材料低頻降噪層，3-晶格，4-矽橡膠彈性薄膜，5-質量塊，6-鋼結構立柱，7-高頻降噪層，8-多孔鋁板，9-玻璃吸音棉，10-阻火材料，11-隔音背板，12-型鋼骨架，13-地面基礎。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

一種用於變電站的全頻段降噪聲屏障降噪原理如下：當變壓器輻射噪聲經過全頻段降噪聲屏障時，首先經過超材料低頻降噪層2，變壓器輻射噪聲的低頻頻段內聲波頻率與質量塊5在薄膜4上的共振頻率相匹配，引發質量塊5的共振，從而消耗掉低頻噪聲能量，然後經過高頻降噪層7，中高頻段噪聲聲波一部分經隔音材料的反射而無法穿過全頻段降噪聲屏障，一部分通過玻璃吸音棉9的阻尼作用，在傳播過程中轉化為熱能而被消耗掉，總體實現變電站輻射噪聲全頻段降噪。

如圖1和圖2所示，本實用新型的全頻段降噪聲屏障本體1包括超材料低頻降噪層2和高頻降噪層7。為了儘量減少聲反射、折射等現象對超材料性能的影響，將超材料低頻降噪層2設置於全頻段降噪聲屏障本體1的前端，即變壓器輻射噪聲首先與超材料低頻降噪層2區域的接觸。超材料低頻降噪層2由若干周期性排布的晶格3組成，每個晶格3間設置有矽橡膠彈性薄膜4，矽橡膠彈性薄膜4的聲入射方向一側粘貼有質量塊5。晶格3可採用有機玻璃、樹脂或EVA材料製成，為提升降噪效果，晶格3需足夠小以確保單位面積的全頻段降噪聲屏障具有足夠多數量的晶格3，本實用新型實施例中單位晶格3的厚度為1-2mm，稜寬不超過2mm，矽橡膠彈性薄膜4厚度為0.1-1mm，質量塊5採用鐵片質量塊，形狀不限，厚度不超過2mm，面積不超過晶格所圍薄膜面積的1/2，周期性排布的晶格3數量由聲屏障面積大小決定。高頻降噪層7設置於超材料低頻降噪層2後端，由內至外包括多孔鋁板8、玻璃吸音棉9、阻火材料10和隔音背板11，其中多孔鋁板8穿孔率在50%以上，厚度為1-1.5mm，玻璃吸音棉9厚度為100mm，阻火材料10選用玻鎂板，厚度為5mm，隔音背板11為玻璃鋼材料，外表面無發光。

如圖3所示，本實用新型實施例的全頻段降噪聲屏障安裝時包括鋼結構立柱6的安裝和全頻段降噪聲屏障本體1的安裝。鋼結構立柱6為H型鋼，為延長鋼結構立柱6的使用壽命，在H型鋼表面依次塗有熱鍍鋅層和防腐塗層，H型鋼立柱固定在地面基礎上，底部用螺絲固定，設置有靜電接地裝置。全頻段降噪聲屏障本體1豎向插入H型鋼立柱兩側的凹槽中，H型鋼與全頻段降噪聲屏障本體1可設置型鋼骨架12，全頻段降噪聲屏障本體1、型鋼骨架12經緊固件與H型鋼立柱固接為一體。根據所需聲屏障實際大小，可設置多根H型鋼立柱，每兩根立柱之間插入全頻段降噪聲屏障本體1。

本實用新型對變電站各頻段噪聲均有良好的降噪性能，技術方案主要特點為：

（1）隔聲量高，尤其是對500Hz以下的低頻噪聲具有良好的降噪性能；

（2）裝配式結構、模塊化尺寸，便於安裝和拆卸；

（3）採用合理的尺寸模數，可根據實際需要靈活變動外形尺寸；

（4）外觀整齊協調，與環境有較好融合性；

（5）針對抗風、防腐、絕緣等性能均有設計，具有較長壽命期。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。