CN106192785A - 一种用于变电站的全频段降噪声屏障及屏蔽装置 - Google Patents

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李�诚
刘首文
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汤胜
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周波
刘海琼
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江文娟
王旋
项涛
吴喻飞
周革胜
陈艳
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李刚
张硕
石辉
石一辉
李松
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Abstract

本发明涉及噪声控制领域，尤其涉及一种用于变电站的全频段降噪声屏障及屏蔽装置。本发明包括超材料低频降噪层和高频降噪层，超材料低频降噪层设置于全频段降噪声屏障本体的前端，高频降噪层设置于超材料低频降噪层后端，超材料低频降噪层由若干周期性排布的晶格组成，每个晶格间设置硅橡胶弹性薄膜，硅橡胶弹性薄膜的声入射方向一侧粘贴有质量块。本发明可设置于变压器附近，从变压器噪声传播路径上有效降低全频段噪声，相比于传统声屏障具有隔声量大、厚度小、质量轻等优点，且有效弥补了传统声屏障难以阻隔500Hz以下低频噪声的不足。

Description

一种用于变电站的全频段降噪声屏障及屏蔽装置
技术领域
本发明涉及噪声控制领域，尤其涉及一种用于变电站的全频段降噪声屏障及屏蔽装置。
背景技术
变电站是重要的电力中转场所，近年来，随着国民经济的发展，城市用电量快速增加，城市中心用电负荷密度增大，110~220kv乃至500kv的变电站都已进入中心城区，尤其是原有的一些建造年代比较早的变电站周围也陆续成为居民住宅区，变电站城市化现象越来越严重，与周围人居环境产生了较大矛盾。随着人们环保意识的不断提高，变电站噪声扰民投诉事件逐渐增多，因此研发与变电站降噪相关的新型技术和产品尤为迫切。
变电站主要噪声源包括变压器、高抗器、冷却风机等，其中变压器本体噪声及其冷却***的噪声是大多数变电站最主要的噪声来源，本体噪声主要来源于硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动以及硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁而产生的电磁吸引力，以低频线谱噪声为主；冷却装置的噪声主要来源于冷却风扇或变压器油泵运行时产生的振动，随风扇和油泵的转速变化，噪声频谱特征表现为以不同频段噪声为主。因此变电站主要噪声频谱特性为全频段分布，但以低频噪声为主。
变压器的降噪方式主要包括从声源处降噪和在传播路径上降噪两大类，从声源处降噪对于已经建好的变压器来说整修繁琐、工程浩大，可行性不高；在传播路径中降噪主要采用隔声罩、声屏障等设备，但由于低频噪声具有较强的穿透性和衍射特性，传统声屏障对低频段噪声效果不佳，若要取得较好的效果，声屏障厚度又过大，给运输和施工带来不便性。因此，研发一种对低频有一定降噪效果且便于施工安装的声屏障具有重要的现实意义。
如中国实用新型专利《一种户内变电站用低频吸声降噪装置》（授权公告号CN204356925 U）公开的低频吸声降噪装置，该装置存在安装要求要，需要背靠墙，且只能对室内低频噪声有一定的作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于变电站的全频段降噪声屏障及屏蔽装置。本发明包括超材料低频降噪层和高频降噪层，超材料低频降噪层设置于全频段降噪声屏障本体的前端，高频降噪层设置于超材料低频降噪层后端，超材料低频降噪层由若干周期性排布的晶格组成，每个晶格间设置硅橡胶弹性薄膜，硅橡胶弹性薄膜的声入射方向一侧粘贴有质量块。本发明的全频段降噪声屏障对高、中、低频段均有良好降噪功能。
本发明的技术方案是：一种用于变电站的全频段降噪声屏障，包括超材料低频降噪层和高频降噪层，其特征在于：所述的超材料低频降噪层设置于全频段降噪声屏障本体的前端，高频降噪层设置于超材料低频降噪层后端，所述的超材料低频降噪层由若干周期性排布的晶格组成，每个晶格间设置硅橡胶弹性薄膜，硅橡胶弹性薄膜的声入射方向一侧粘贴有质量块。
根据如上所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的晶格采用有机玻璃、树脂或EVA材料制成。
根据如上所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：单位晶格的厚度为1 mm 至2mm，棱宽不超过2mm，硅橡胶弹性薄膜厚度为0.1 mm 至1mm。
根据如上所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的质量块为铁片质量块，厚度不超过2mm，质量块面积不超过晶格所围薄膜面积的1/2。
根据如上所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的高频降噪层由内至外包括多孔铝板、玻璃吸音棉、阻火材料和隔音背板。
根据如上所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的多孔铝板穿孔率在50%以上，厚度为1 mm 至1.5mm；玻璃吸音棉厚度为100mm；阻火材料选用玻镁板，厚度为5mm；隔音背板为玻璃钢材料，外表面无发光。
一种用于变电站的屏蔽装置，包括钢结构立柱的安装和全频段降噪声屏障本体的安装，其特征在于：所述的全频段降噪声屏障本体为如上所述的用于变电站的全频段降噪声屏障。
根据如上所述的用于变电站的屏蔽装置，其特征在于：所述的钢结构立柱为H型钢，H型钢表面依次涂有热镀锌层和防腐涂层，H型钢立柱固定在地面基础上，底部用螺丝固定，H型钢设置有静电接地装置。
根据如上所述的用于变电站的屏蔽装置，其特征在于：所述的全频段降噪声屏障本体竖向***H型钢立柱两侧的凹槽中，经紧固件与H型钢立柱固接为一体。
本发明产生的有益效果是：采用全频段降噪声屏障将超材料技术与吸隔声技术相结合，可有效控制变电站噪声传播路径，降低全频段噪声，相比于传统声屏障具有隔声量大、厚度小、质量轻等优点，且有效弥补了传统声屏障难以阻隔500Hz以下低频噪声的不足。
附图说明
图1是本发明全频段降噪声屏障示意图；
图2是本发明全频段降噪声屏障纵剖面示意图；
图3是本发明全频段降噪声屏障连接后的结构示意图。
附图标记说明，1-全频段降噪声屏障本体，2-超材料低频降噪层，3-晶格，4-硅橡胶弹性薄膜，5-质量块，6-钢结构立柱，7-高频降噪层，8-多孔铝板，9-玻璃吸音棉，10-阻火材料，11-隔音背板，12-型钢骨架，13-地面基础。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于变电站的全频段降噪声屏障降噪原理如下：当变压器辐射噪声经过全频段降噪声屏障时，首先经过超材料低频降噪层2，变压器辐射噪声的低频频段内声波频率与质量块5在薄膜4上的共振频率相匹配，引发质量块5的共振，从而消耗掉低频噪声能量，然后经过高频降噪层7，中高频段噪声声波一部分经隔音材料的反射而无法穿过全频段降噪声屏障，一部分通过玻璃吸音棉9的阻尼作用，在传播过程中转化为热能而被消耗掉，总体实现变电站辐射噪声全频段降噪。
如图1和图2所示，本发明的全频段降噪声屏障本体1包括超材料低频降噪层2和高频降噪层7。为了尽量减少声反射、折射等现象对超材料性能的影响，将超材料低频降噪层2设置于全频段降噪声屏障本体1的前端，即变压器辐射噪声首先与超材料低频降噪层2区域的接触。超材料低频降噪层2由若干周期性排布的晶格3组成，每个晶格3间设置有硅橡胶弹性薄膜4，硅橡胶弹性薄膜4的声入射方向一侧粘贴有质量块5。晶格3可采用有机玻璃、树脂或EVA材料制成，为提升降噪效果，晶格3需足够小以确保单位面积的全频段降噪声屏障具有足够多数量的晶格3，本发明实施例中单位晶格3的厚度为1-2mm，棱宽不超过2mm，硅橡胶弹性薄膜4厚度为0.1-1mm，质量块5采用铁片质量块，形状不限，厚度不超过2mm，面积不超过晶格所围薄膜面积的1/2，周期性排布的晶格3数量由声屏障面积大小决定。高频降噪层7设置于超材料低频降噪层2后端，由内至外包括多孔铝板8、玻璃吸音棉9、阻火材料10和隔音背板11，其中多孔铝板8穿孔率在50%以上，厚度为1-1.5mm，玻璃吸音棉9厚度为100mm，阻火材料10选用玻镁板，厚度为5mm，隔音背板11为玻璃钢材料，外表面无发光。
如图3所示，本发明实施例的全频段降噪声屏障安装时包括钢结构立柱6的安装和全频段降噪声屏障本体1的安装。钢结构立柱6为H型钢，为延长钢结构立柱6的使用寿命，在H型钢表面依次涂有热镀锌层和防腐涂层，H型钢立柱固定在地面基础上，底部用螺丝固定，设置有静电接地装置。全频段降噪声屏障本体1竖向***H型钢立柱两侧的凹槽中，H型钢与全频段降噪声屏障本体1可设置型钢骨架12，全频段降噪声屏障本体1、型钢骨架12经紧固件与H型钢立柱固接为一体。根据所需声屏障实际大小，可设置多根H型钢立柱，每两根立柱之间***全频段降噪声屏障本体1。
本发明对变电站各频段噪声均有良好的降噪性能，技术方案主要特点为：
（1）隔声量高，尤其是对500Hz以下的低频噪声具有良好的降噪性能；
（2）装配式结构、模块化尺寸，便于安装和拆卸；
（3）采用合理的尺寸模数，可根据实际需要灵活变动外形尺寸；
（4）外观整齐协调，与环境有较好融合性；
（5）针对抗风、防腐、绝缘等性能均有设计，具有较长寿命期。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于变电站的全频段降噪声屏障，包括超材料低频降噪层和高频降噪层，其特征在于：所述的超材料低频降噪层设置于全频段降噪声屏障本体的前端，高频降噪层设置于超材料低频降噪层后端，所述的超材料低频降噪层由若干周期性排布的晶格组成，每个晶格间设置硅橡胶弹性薄膜，硅橡胶弹性薄膜的声入射方向一侧粘贴有质量块。
2.根据权利要求1所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的晶格采用有机玻璃、树脂或EVA材料制成。
3.根据权利要求1所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：单位晶格的厚度为1 mm 至2mm，棱宽不超过2mm，硅橡胶弹性薄膜厚度为0.1 mm 至1mm。
4.根据权利要求1所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的质量块为铁片质量块，厚度不超过2mm，质量块面积不超过晶格所围薄膜面积的1/2。
5.根据权利要求1所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的高频降噪层由内至外包括多孔铝板、玻璃吸音棉、阻火材料和隔音背板。
6.根据权利要求5所述的用于变电站的全频段降噪声屏障，其特征在于：所述的多孔铝板穿孔率在50%以上，厚度为1 mm 至1.5mm；玻璃吸音棉厚度为100mm；阻火材料选用玻镁板，厚度为5mm；隔音背板为玻璃钢材料，外表面无发光。
7.一种用于变电站的屏蔽装置，包括钢结构立柱的安装和全频段降噪声屏障本体的安装，其特征在于：所述的全频段降噪声屏障本体为权利要求1至权利要求6所述的用于变电站的全频段降噪声屏障。
8.根据权利要求7所述的用于变电站的屏蔽装置，其特征在于：所述的钢结构立柱为H型钢，H型钢表面依次涂有热镀锌层和防腐涂层，H型钢立柱固定在地面基础上，底部用螺丝固定，H型钢设置有静电接地装置。
9.根据权利要求7所述的用于变电站的屏蔽装置，其特征在于：所述的全频段降噪声屏障本体竖向***H型钢立柱两侧的凹槽中，经紧固件与H型钢立柱固接为一体。
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