در حال حاضر، فایروال ترانسفورماتورها و راکتورها در پستهای UHV خانگی اغلب از سازههای بتنی ریختهشده در محل یا سازههای آجری و پودری قاببندی شده استفاده میکنند که اثرات عایق صوتی خاصی دارند. با این حال، به دلیل فرکانس کم نویز ترانسفورماتورها و راکتورها و طول موج بلند امواج صوتی، قابلیت پراش و انتقال نویز آنها بسیار قوی است، بنابراین عایق صدا و اثرات کاهش نویز اغلب ضعیف است. علاوه بر این، موانع صوتی فعلی و پوشش های عایق صوتی پست های UHV به طور خاص برای ویژگی های نویز فرکانس پایین پست طراحی نشده اند و اثر کاهش نویز ایده آل نیست. اگر بتوانیم ویژگیهای پستهای UHV را در نظر بگیریم که نویز فرکانس متوسط و پایین بر آن غالب است و ساختار جاذب صدا ترکیبی را که هم عملکرد خاموشکننده و هم جاذب صدا را دارد، اتخاذ کنیم، امید است که بتواند به طور موثر نویز فرکانس متوسط و فرکانس پایین را کاهش دهد و دارای خواص بازدارنده شعله و عایق باشد. این امر برای بهبود کیفیت محیط صوتی پست ها اهمیت زیادی دارد.
بر این اساس، این مقاله به تجزیه و تحلیل ویژگیهای شدت منبع نویز تجهیزات اصلی پست UHV میپردازد. با توجه به الزامات مربوط به مواد موجود در ایستگاه برای داشتن خواص ضد حریق، عایقبندی و سایر خواص، ما تصمیم گرفتیم آزمایشهای جذب صدا را به صورت تکی و ترکیبی بر روی نمونههای فوم ملامین ، نمونههای صفحات میکرو سوراخدار و نمونههای سیمان فومی انجام دهیم و یک ساختار جاذب صدای کامپوزیتی مناسب برای کاهش نویز در پستهای UHV پیشنهاد دهیم. این امر اهمیت عملی و راهنمای مهمی برای کاربردهای مهندسی عملی دارد.
Ⅰ. تجزیه و تحلیل اندازه گیری نویز تجهیزات اصلی پست UHV
در حین بهره برداری از پست های UHV، منابع اصلی نویز شامل ترانسفورماتورهای فشار قوی، راکتورهای شنت، سازه های پست و ... می باشد که صدای ترانسفورماتور شامل نویز بدنه و صدای دستگاه خنک کننده، نویز راکتور شنت نویز الکترومغناطیسی و نویز ساختار پست نویز کرونا می باشد. نویز کرونا به طور کلی فرکانس متوسط تا بالا است، در طول انتشار به سرعت کاهش می یابد و دامنه ضربه کمی دارد. نویز فرکانس پایین تولید شده توسط ساختار داخلی ترانسفورماتورها و راکتورهای شنت به آرامی کاهش می یابد و دامنه نفوذ گسترده ای دارد. بنابراین کنترل نویز ترانسفورماتورها و راکتورهای شنت محور کنترل نویز در پست ها می باشد.
- تجزیه و تحلیل اندازه گیری نویز ترانسفورماتور اصلی
سطح توان صوتی ترانسفورماتور با استفاده از روش شدت صدا اندازه گیری می شود. با در نظر گرفتن یک ترانسفورماتور تک فاز به عنوان شی اندازه گیری، فاصله بین خط کانتور تعیین شده و سطح انتشار مرجع 2 متر است، و دو خط کانتور تجویز شده به ترتیب در صفحه افقی 2 متر و 4 متر قرار می گیرند. تمام نقاط اندازه گیری بر روی خط کانتور مشخص شده قرار دارند و فاصله افقی بین نقاط اندازه گیری مجاور 1 متر است. از کاوشگرهای شدت صدا برای اندازه گیری نقطه به نقطه استفاده می شود.
هنگامی که بار قدرت یک گروه ترانسفورماتور منفرد 2000 مگاوات باشد، نتایج اندازهگیری شدت صوت فاز C ترانسفورماتور در گروه I است. سطح توان صوتی A-weighted بزرگترین در باند فرکانس 1/3 اکتاو با فرکانسهای مرکزی 100، 125، 160 و 200Hz ترانسفورماتور UHz است. با توجه به مکانیسم تولید نویز ترانسفورماتور، نویز در این باند فرکانسی عمدتاً از نویز الکترومغناطیسی بدنه ترانسفورماتور می آید. بنابراین، هنگام کاهش نویز ترانسفورماتور، اولویت باید به کاهش باند فرکانسی 100 ~ 200 هرتز داده شود. در طول اندازهگیری، بار قدرت یک گروه از ترانسفورماتورها در 2000 مگاوات پایدار بود و کل سطح توان صوتی A-weighted مربوط به ترانسفورماتورها 102.7dB (A) بود.
- اندازه گیری و تجزیه و تحلیل نویز راکتور ولتاژ بالا
روش اندازه گیری سطح توان صوتی راکتور مانند ترانسفورماتور است. با در نظر گرفتن فاز B از راکتور موازی در پست UHV به عنوان شیء اندازه گیری، فاصله بین خط کانتور تعیین شده و سطح انتشار مرجع 1 متر است و دو خط کانتور تجویز شده به ترتیب با ارتفاع 1.5 متر و 3 متر تعیین می شود. فاصله افقی بین نقاط اندازه گیری مجاور 1 متر است.
تجزیه و تحلیل نشان می دهد که در کل باند 1/3 اکتاو، اجزای فرکانس پایین نسبت بیشتری را به خود اختصاص می دهند، که در میان آنها قدرت صدا در فرکانس 100 هرتز بزرگترین است و به 96.4dB(A) می رسد که 11.5dB(A) بالاتر از سطح توان صوتی 200Hz است. قدرت صدا در باند 1/3 اکتاو که 100 هرتز در آن قرار دارد، 91.2 درصد از قدرت ضد صدای بالا تک فاز را تشکیل می دهد. بنابراین می توان تشخیص داد که پدیده تداخل در توزیع میدان صوتی راکتور ناشی از موج صوتی 100 هرتز است.
Ⅱ. مواد متخلخل و آزمایشات صفحه میکرو سوراخ شده
در طراحی مهندسی کنترل نویز، اغلب دستیابی به اثر کاهش نویز مورد انتظار با استفاده از یک ماده واحد برای جذب صدا و عایقبندی دشوار است. بنابراین، اغلب از ساختارهای ترکیبی مواد جاذب صدا برای کاهش نویز استفاده میشود. به خصوص در فضاهای داخلی با حجم بیشتر و زمان طنین طولانیتر، کاربرد آن بسیار رایج است. برای مطالعه ساختار جاذب صدای مناسب برای کنترل نویز در پستهای UHV، ابتدا باید خواص عایق و ضد شعله بودن ماده را در نظر بگیریم و ثانیاً، باید اقدامات خاصی را برای تعیین ساختار جاذب صدا ترکیب کنیم.
در حال حاضر از صفحات سوراخ دار و مواد جاذب صدا در محفظه های عایق صوتی پست های UHV برای کاهش نویز استفاده می شود، اما در باند فرکانس پایین تاثیر خوبی ندارد. این نیاز به ترکیب ویژگی های منبع صدا تجهیزات اصلی پست UHV دارد. پس از تعیین اقدامات کاهش نویز خاص، نحوه انتخاب مواد جاذب صدا متخلخل و نحوه تعیین ساختار جاذب صدا به کلید کنترل نویز در پست تبدیل می شود. در ادامه، سه نمونه صفحه میکرو سوراخ، فوم ملامینه و سیمان فوم دار برای ترکیب با یکدیگر برای انجام آزمایش انتخاب می شوند.
- ترکیب صفحه میکرو سوراخ دار دو لایه
نمونههای آزمایشی صفحه میکرو سوراخدار، که در آنها نرخ سوراخکاری نمونه صفحه میکرو سوراخشده 1 1.5٪، ضخامت صفحه 1 میلیمتر و قطر منافذ 0.7 میلیمتر است. نرخ سوراخ شدن نمونه صفحه میکرو سوراخ شده 2 1.1٪، ضخامت صفحه 1 میلی متر، و قطر منافذ 0.7 میلی متر، نمونه صفحه میکرو سوراخ شده 3، نرخ سوراخ 0.7٪، ضخامت صفحه 1 میلی متر و قطر سوراخ 0.7 میلی متر است.
دو مجموعه آزمایش بر روی ترکیب صفحه میکرو سوراخ شده دو لایه انجام شد. آزمایش 1 ترکیبی از نمونه صفحه ریز سوراخ 2 و نمونه صفحه ریز سوراخ 1 بود و آزمایش 2 ترکیبی از نمونه صفحه ریز سوراخ 1 و نمونه صفحه ریز سوراخ 3 بود. دو مجموعه آزمایش بر روی ساختار ترکیبی صفحه میکرو سوراخ دار دولایه نشان می دهد که ضریب جذب صدا در ضریب جذب صوت در 100Hz ماکزیمم مقدار ضریب جذب صدا و حدود ضریب جذب صدا در حدود 0.7Hz است. در هر دو مجموعه آزمایش در فرکانس 500 هرتز تا 600 هرتز ظاهر می شود. در باند فرکانسی بالای 600 هرتز، ضریب جذب صدا به تدریج کاهش می یابد.
- ترکیبی از فوم سیمان و تخته میکرو سوراخ شده
ابتدا از یک ساختار جاذب صدا ترکیبی از سیمان فوم دار و یک صفحه میکرو سوراخ دار تک لایه استفاده شد. دو آزمایش با پارامترهای مختلف با ترکیب سیمان فوم دار و یک صفحه میکرو سوراخ شده تک لایه انجام شد. در هر دو آزمایش، سیمان فوم شده در جلوی صفحه ریز سوراخ قرار داده شد.
تقریباً هیچ تغییر بزرگی بین داده های آزمایش 3 و آزمایش 4 وجود ندارد. عملکرد جذب صدا ساختار ترکیبی اساساً با تغییرات جزئی در ضخامت سیمان فوم شده و فاصله بین سیمان فوم شده و صفحه میکرو سوراخ شده تغییر نمی کند. در 100 هرتز، ضریب جذب صدا در حدود 0.4، در 250 هرتز، ضریب جذب صدا به حداکثر خود می رسد و در حدود 900 هرتز، دوباره به حداکثر مقدار ضریب جذب صدا می رسد.
- فوم ملامینه و ترکیب پانل میکرو سوراخ
دو مجموعه آزمایش بر روی ترکیب فوم ملامینه و صفحات میکرو سوراخ دار تک لایه انجام شد. در هر دو مجموعه آزمایش، فوم ملامینه قبل از صفحات ریز سوراخ قرار داده شد. ضرایب جذب صدا در 100 هرتز در هر دو گروه آزمایش تقریباً 0.7 است و بین 100 هرتز و 500 هرتز، ضرایب جذب صدا همه بالاتر از 0.7 است. در حدود 500 هرتز، ضریب جذب صدا کاهش می یابد، اما با افزایش فرکانس، ضریب جذب صدا به تدریج افزایش می یابد. این ترکیب اثر جذب صدا نسبتا ایده آلی در هر دو باند فرکانس پایین و فرکانس بالا دارد.
Ⅲ. تجزیه و تحلیل نتایج تجربی
با توجه به ویژگیهای منبع نویز تجهیزات اصلی پست UHV که در باند فرکانس پایین برجسته است، آزمایشهایی با انتخاب ساختار کامپوزیت صفحه میکرو سوراخدار، ساختار کامپوزیت صفحه سیمان فومدار بهعلاوه صفحه میکرو سوراخدار و ساختار کامپوزیت صفحه میکرو سوراخدار و فوم ملامینه بهعلاوه ساختار کامپوزیت صفحه میکرو سوراخشده انجام شد. نتایج آزمایش نشان میدهد که هر سه طرح ترکیبی میتوانند به یک اثر جذب صدا خاص در باند فرکانس پایین دست یابند، اما نحوه اعمال آن در مهندسی واقعی نیاز به اقدامات کاهش نویز خاصی دارد.
- ساختار ترکیبی صفحه میکرو سوراخ شده
تخته های میکرو سوراخ دار دو لایه می توانند باند فرکانس جذب صدا را در تخته های میکرو سوراخ دار تک لایه گسترش دهند. بر اساس اصل تطبیق امپدانس، اصل طراحی ترکیبی این است که میزان سوراخ شدن لایه جلویی تخته های میکرو سوراخ شده بیشتر از نرخ سوراخ شدن لایه پشتی تخته ها باشد. طراحی ترکیبی پانل های میکرو سوراخ می تواند ضریب جذب صدا بیش از 0.7 در محدوده فرکانس 150-800 هرتز را در زمانی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 20 سانتی متر است به دست آورد. هنگامی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 30 سانتی متر باشد، می تواند ضریب جذب صدا بیش از 0.7 در محدوده فرکانس 100-800 هرتز به دست آورد.
- سیمان فوم دار به علاوه ساختار کامپوزیت صفحه میکرو سوراخ شده
افزودن سیمان کف در جلوی تخته میکرو سوراخ شده می تواند باند فرکانس جذب صدا تخته میکرو سوراخ شده را گسترش دهد و سیمان فوم شده نیز می تواند نقش نسوز را ایفا کند.
سیمان فوم دار به همراه تخته میکرو سوراخ دار تک لایه می تواند ضریب جذب صدای بیش از 0.7 در محدوده فرکانس 150-1000 هرتز را در زمانی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 20 سانتی متر است به دست آورد. سیمان فوم دار به علاوه پانل های میکرو سوراخ دار دولایه می توانند ضریب جذب صدا بیش از 0.7 در محدوده فرکانس 150-1400 هرتز زمانی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 20 سانتی متر است به دست آورند. هنگامی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 30 سانتی متر باشد، می تواند ضریب جذب صدا بیش از 0.7 در محدوده فرکانس 100-1400 هرتز به دست آورد. در عین حال، هرچه چگالی ظاهری سیمان فوم شده کمتر باشد، تخلخل بیشتر و اثر جذب صدا در فرکانس پایین بهتر است.
- برای ساختار ترکیبی از مواد جاذب صدا و صفحه میکرو سوراخ، مواد جاذب صدا می تواند باند فرکانس جذب صدا صفحه میکرو سوراخ را گسترش دهد و فاصله بین صفحه جذب کننده صدا و میکرو سوراخ را افزایش دهد. ضریب جذب صدا در فرکانس های متوسط و بالا افزایش می یابد و پیک جذب صدا به سمت فرکانس های پایین حرکت می کند. با افزایش ضخامت مواد جاذب صدا، ضریب جذب صدای فرکانس پایین کمی کاهش می یابد و ضریب جذب صدای فرکانس متوسط و بالا افزایش می یابد. افزایش ضخامت لایه حفره پشت صفحه میکرو سوراخ شده می تواند جذب صدای فرکانس پایین را افزایش دهد. مواد جاذب صدا به علاوه پانل های میکرو سوراخ دار دولایه نسبت به مواد جاذب صدا به علاوه پانل های میکرو سوراخ دار تک لایه، جذب صدا بهتر و باندهای فرکانسی جذب صدا وسیع تری دارند.
از تجزیه و تحلیل دادههای تجربی میتوان دریافت که فوم ملامینه بهعلاوه یک صفحه میکرو سوراخدار تک لایه میتواند به ضریب جذب صدای بیش از 0.6 در محدوده فرکانس 200-1600 هرتز دست یابد که ضخامت کل ساختار ترکیبی 20 سانتیمتر است. هنگامی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 30 سانتی متر است، ضریب جذب صدا بیش از 0.6 را می توان در محدوده فرکانس 100-1600 هرتز به دست آورد. فوم ملامینه به همراه پانل های میکرو سوراخ دار دولایه می تواند ضریب جذب صدا بیش از 0.7 در محدوده فرکانس 200-1600 هرتز را در زمانی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 20 سانتی متر است به دست آورد. هنگامی که ضخامت کل ساختار ترکیبی 30 سانتی متر باشد، ضریب جذب صدا بیش از 0.7 را می توان در محدوده فرکانس 100-1600 هرتز به دست آورد.
بر اساس تجزیه و تحلیل ویژگی های فرکانس نویز ترانسفورماتور اصلی UHV و راکتور شنت ولتاژ بالا، انرژی نویز ترانسفورماتور اصلی UHV عمدتاً در 100-200 هرتز متمرکز شده است و انرژی نویز راکتور ولتاژ بالا عمدتاً در 100 هرتز متمرکز است. برای انتخاب یک ماده کاهشدهنده نویز، لازم است فرکانسهای دو منبع اصلی نویز ترکیب شوند. در عین حال، روش های کاهش نویز نیز باید با چیدمان در محل پست ترکیب شوند تا نویز با ترکیب بهینه مواد و روش ها کنترل شود.
برای اطلاعات بیشتر در مورد فوم ملامین SINOYQX، لطفا با ما از طریق ایمیل [email protected] یا با شماره تلفن +86-28-8411-1861 تماس بگیرید.
برخی از تصاویر و متون از اینترنت تکثیر شده اند و حق چاپ متعلق به نویسنده اصلی است. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفاً برای حذف با ما تماس بگیرید.