目前國內特高壓變電站變壓器、電抗器防火牆常採用現澆混凝土結構或框架磚粉結構，具有一定的隔聲效果。但由於變壓器、電抗器的雜訊頻率較低，聲波的波長較長，其雜訊繞射及透射能力很強，因此隔聲降噪效果往往較差。此外，特高壓變電站現行的聲音屏障、隔聲罩並非針對變電站低頻噪音特性進行專門設計，降噪效果並不理想。若能考慮特高壓變電站以中低頻噪音為主的特點，採用兼具消音和吸音功能的複合吸音結構，希望能有效降低中低頻噪音，並具備阻燃、絕緣性能。這對於改善變電站聲環境品質具有重要意義。
基於此，本文分析了特高壓變電站主要設備的噪音源強度特性。考慮到變電站材料需具備阻燃、絕緣等性能，我們選取三聚氰胺泡棉、微孔板和泡棉水泥三種材料進行單材料和組合吸音實驗，並提出了一種適用於特高壓變電站降噪的複合吸音結構。該研究對實際工程應用具有重要的指導意義。
一.特高壓變電站主設備噪音測量分析
特高壓變電站運作過程中主要雜訊源包括高壓變壓器、並聯電抗器、變電站構築物等。變壓器噪聲包括本體噪聲和冷卻裝置噪聲，並聯電抗器噪聲為電磁噪聲，變電站構築物噪聲為電暈噪聲。電暈雜訊一般為中高頻，傳播過程中衰減較快，影響範圍較小。變壓器、並聯電抗器等內部結構所產生的低頻雜訊衰減較慢，影響範圍較廣。因此，變壓器及並聯電抗器的噪音控制是變電所噪音控制的重點。
- 主變壓器噪音測量分析
變壓器的聲功率級採用聲強法測量。以單相變壓器為測量對象，規定輪廓線與參考發射面的距離為2m，設定兩條規定輪廓線，分別位於2m與4m的水平面上。所有測點均位於規定的等高線上，相鄰測點之間的水平距離為1m。採用聲強探頭進行逐點測量。
當單組變壓器功率負載為2000MW時，對第I組變壓器C相的聲強測量結果顯示，此特高壓變壓器在中心頻率為1、3、100、125Hz的160/200倍頻程頻帶內A計權聲功率級最大。根據變壓器雜訊產生機制，此頻段雜訊主要來自變壓器本體的電磁雜訊。因此，降低變壓器雜訊時，應優先降低100～200Hz頻段。測量過程中單組變壓器功率負載穩定在2000MW，對應變壓器總A計權聲功率等級為102.7dB(A)。
- 高壓電抗器噪音測量與分析
電抗器聲功率級的測量方法與變壓器相同。以特高壓變電站並聯電抗器B相為測量對象，規定輪廓線與參考發射面距離為1m，設定兩條高度分別為1.5m與3m的規定輪廓線。相鄰測點之間的水平距離為1m。
分析表明，在整個1/3倍頻帶內，低頻成分所佔比例較大，其中100Hz頻率處的聲功率最大，達到了96.4dB(A)，比11.5Hz的聲功率級高出200dB(A)。 1Hz所在的3/100倍頻程內的聲音功率佔單相高反聲功率的91.2%。因此可以判定反應器聲場分佈中的干涉現像是由100Hz聲波引起的。
二.多孔材料與微穿孔板實驗
在噪音控制工程設計中，僅使用單一材料進行吸音和隔聲處理往往難以達到預期的降噪效果。因此，通常採用吸聲材料組合結構來降低雜訊。尤其是在體積較大、殘響時間較長的室內空間，這種應用十分普遍。為了研究適用於特高壓變電站噪音控制的吸聲結構，首先必須考慮材料的隔聲和阻燃性能，其次必須結合具體措施來確定吸聲結構。
目前特高壓變電站隔聲罩多採用穿孔板、吸音材料等降低噪音，但在低頻段效果不佳。這就需要結合特高壓變電站主設備的聲源特性。在確定具體的降噪措施後，如何選擇多孔吸音材料、如何確定吸音結構成為變電站雜訊控制的關鍵。以下選取微穿孔板、三聚氰胺泡棉、發泡水泥三個試樣組合進行實驗。
- 雙層微孔板組合
微穿孔板實驗樣品，其中微穿孔板樣品1的穿孔率為1.5％，板厚為1mm，孔徑為0.7mm；微穿孔板樣品2，穿孔率為1.1%，板厚為1mm，孔徑為0.7mm，微穿孔板樣品3，穿孔率為0.7%，板厚為1mm，孔徑為0.7mm。
對雙層微穿孔板組合進行了兩組實驗。試驗1為微穿孔板試樣2與微穿孔板試樣1的組合，試驗2為微穿孔板試樣1與微穿孔板試樣3的組合。對雙層微穿孔板組合結構進行的兩組試驗可知，100Hz時的吸聲係數都在0.7左右，且兩組試驗中吸聲係數的最大值都出現在500Hz～600Hz之間。在600Hz以上的頻帶中，吸音係數逐漸減少。
- 發泡水泥與微孔板的組合
首先，採用發泡水泥和單層微穿孔板結合的吸音結構。將泡沫水泥與單層微穿孔板結合，進行了兩個不同參數的實驗。在兩個實驗中，泡沫水泥都被放置在微穿孔板的前面。
實驗三與實驗四的數據幾乎沒有太大的變化，泡沫水泥厚度以及泡沫水泥與微穿孔板之間的距離的微小變化，組合結構的吸聲性能基本上不發生變化。在3Hz時吸音係數在4左右，在100Hz時吸音係數達到最大值，在0.4Hz左右再次達到吸音係數的最大值。
- 三聚氰胺泡沫 和微穿孔板組合
對三聚氰胺泡棉與單層微穿孔板的組合進行了兩組實驗。在兩組實驗中，三聚氰胺泡沫被放置在微穿孔板之前。兩組實驗在100Hz時的吸音係數均在0.7左右,在100Hz~500Hz之間,吸音係數均在0.7以上。在500Hz左右，吸音係數下降，但隨著頻率的升高，吸音係數逐漸升高。此組合無論在低頻或高頻都有較為理想的吸音效果。
三.實驗結果分析
針對特高壓變電站主設備雜訊源在低頻段突出的特性,選取微穿孔板複合結構、發泡水泥+微穿孔板複合結構、三聚氰胺泡棉+微穿孔板複合結構進行試驗。試驗結果顯示,3種組合方案均能在低頻段達到一定的吸音效果,但如何在實際工程中應用,需要採取具體的降噪措施。
- 微穿孔板組合結構
雙層微穿孔板可拓寬單層微穿孔板的吸音頻帶。根據阻抗匹配原理，組合設計的原則是前層微穿孔板的穿孔率大於後層板的穿孔率。微穿孔板的組合設計，在整個組合結構厚度為0.7cm的情況下，在150-800Hz頻率範圍內可實現20以上的吸聲係數。當整個組合結構厚度為30cm時，在0.7-100Hz頻率範圍內可達到800以上的吸音係數。
- 發泡水泥加微穿孔板複合結構
在微穿孔板前方添加發泡水泥，可拓寬微穿孔板的吸音頻帶，同時發泡水泥還能起到防火的作用。
發泡水泥加單層微穿孔板，在整個組合結構厚度為0.7cm的情況下，在150-1000Hz頻率範圍內可達到20以上的吸音係數。發泡水泥加雙層微穿孔板在整個組合結構厚度為0.7cm的情況下，在150-1400Hz頻率範圍內可達到20以上的吸音係數。當整個組合結構厚度為30cm時，在0.7-100Hz頻率範圍內可達到1400以上的吸音係數。同時，發泡水泥的體積密度越小，孔隙率越大，低頻吸聲效果越好。
- 對於組合結構 吸音材料 此吸音材料可擴展微穿孔板的吸音頻帶，並增加吸音材料與微穿孔板之間的距離。中高頻吸音係數增大，吸音峰值向低頻移動。隨著吸音材料厚度的增加，低頻吸音係數略有下降，中高頻吸音係數增加。增加微穿孔板後方空腔層的厚度，可增加低頻吸音。吸音材料加雙層微穿孔板比吸音材料加單層微穿孔板具有更好的吸音效果和更寬的吸音頻帶。
透過實驗數據分析可知，三聚氰胺泡沫加單層微穿孔板在整個組合結構厚度為0.6cm的情況下，在200～1600Hz頻率範圍內可達到20以上的吸音係數。當整個組合結構厚度為30cm時，在0.6-100Hz頻率範圍內可達到1600以上的吸音係數。三聚氰胺泡棉加雙層微穿孔板，在整個組合結構厚度為0.7cm的情況下，在200-1600Hz頻率範圍內，吸音係數可達20以上。當整個組合結構厚度為30cm時，在0.7-100Hz頻率範圍內可達到1600以上的吸音係數。
透過對特高壓主變壓器及高壓並聯電抗器噪音頻率特性的分析，得知特高壓主變壓器的噪音能量主要集中在100～200Hz，高壓電抗器的噪音能量主要集中在100Hz。要選擇降噪材料，必須結合兩個主要噪音源的頻率。同時，降噪方法還需與變電站現場佈置結合，並採用材料與方法的最優組合進行雜訊控制。
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