वर्तमान में, घरेलू यूएचवी सबस्टेशनों में ट्रांसफार्मर और रिएक्टरों की फायरवॉल अक्सर कास्ट-इन-प्लेस कंक्रीट संरचनाओं या फ़्रेमयुक्त ईंट-और-पाउडर संरचनाओं को अपनाती हैं, जिनमें कुछ ध्वनि इन्सुलेशन प्रभाव होते हैं। हालांकि, ट्रांसफार्मर और रिएक्टरों की कम शोर आवृत्ति और ध्वनि तरंगों की लंबी तरंग दैर्ध्य के कारण, उनके शोर विवर्तन और संचरण क्षमताएं बहुत मजबूत हैं, इसलिए ध्वनि इन्सुलेशन और शोर में कमी के प्रभाव अक्सर खराब होते हैं। इसके अलावा, यूएचवी सबस्टेशनों के वर्तमान ध्वनि अवरोध और ध्वनि अलगाव कवर विशेष रूप से सबस्टेशन की कम आवृत्ति शोर विशेषताओं के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं, और शोर में कमी का प्रभाव आदर्श नहीं है। यदि हम मध्य और निम्न आवृत्ति शोर द्वारा हावी यूएचवी सबस्टेशनों की विशेषताओं पर विचार कर सकते हैं, और एक समग्र ध्वनि-अवशोषण संरचना को अपना सकते हैं जिसमें मौन और ध्वनि-अवशोषण दोनों कार्य हैं, तो यह आशा की जाती है कि यह प्रभावी रूप से मध्य आवृत्ति और निम्न आवृत्ति शोर को कम कर सकता है और इसमें लौ मंदक और इन्सुलेशन गुण हैं। यह सबस्टेशनों के ध्वनिक वातावरण की गुणवत्ता में सुधार के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
इसी आधार पर, यह लेख अल्ट्रा-हाई-वायर (यूएचवी) सबस्टेशन के मुख्य उपकरणों की ध्वनि तीव्रता विशेषताओं का विश्लेषण करता है। स्टेशन में उपयोग होने वाली सामग्रियों में अग्निरोधी, इन्सुलेटिंग और अन्य गुणों की आवश्यकता को ध्यान में रखते हुए, हमने मेलामाइन फोम के नमूनों, सूक्ष्म छिद्रित प्लेट के नमूनों और फोमयुक्त सीमेंट के नमूनों पर एकल और संयुक्त ध्वनि अवशोषण प्रयोग करने का विकल्प चुना और यूएचवी सबस्टेशनों में ध्वनि कम करने के लिए उपयुक्त एक मिश्रित ध्वनि-अवशोषक संरचना का प्रस्ताव दिया। व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए इसका महत्वपूर्ण व्यावहारिक मार्गदर्शन है।
1. यूएचवी सबस्टेशन के मुख्य उपकरणों का शोर माप विश्लेषण
यूएचवी सबस्टेशनों के संचालन के दौरान, मुख्य शोर स्रोतों में उच्च-वोल्टेज ट्रांसफार्मर, शंट रिएक्टर, सबस्टेशन संरचनाएं आदि शामिल हैं। ट्रांसफार्मर शोर में शरीर का शोर और शीतलन उपकरण शोर शामिल है, शंट रिएक्टर शोर विद्युत चुम्बकीय शोर है, और सबस्टेशन संरचना शोर कोरोना शोर है। कोरोना शोर आम तौर पर मध्यम से उच्च आवृत्ति का होता है, प्रसार के दौरान जल्दी से कम हो जाता है, और इसका प्रभाव सीमा छोटा होता है। ट्रांसफार्मर और शंट रिएक्टरों की आंतरिक संरचना द्वारा उत्पन्न कम आवृत्ति का शोर धीरे-धीरे कम होता है और इसका प्रभाव व्यापक होता है। इसलिए, ट्रांसफार्मर और शंट रिएक्टरों का शोर नियंत्रण सबस्टेशनों में शोर नियंत्रण का केंद्र बिंदु है।
- मुख्य ट्रांसफार्मर शोर माप विश्लेषण
ध्वनि तीव्रता विधि का उपयोग करके ट्रांसफार्मर के ध्वनि शक्ति स्तर को मापा जाता है। माप वस्तु के रूप में एकल-चरण ट्रांसफार्मर लेते हुए, निर्धारित समोच्च रेखा और संदर्भ उत्सर्जन सतह के बीच की दूरी 2 मीटर है, और दो निर्धारित समोच्च रेखाएँ निर्धारित की जाती हैं, जो क्रमशः 2 मीटर और 4 मीटर के क्षैतिज तल पर स्थित होती हैं। सभी माप बिंदु निर्दिष्ट समोच्च रेखा पर स्थित हैं, और आसन्न माप बिंदुओं के बीच क्षैतिज दूरी 1 मीटर है। बिंदु दर बिंदु मापने के लिए ध्वनि तीव्रता जांच का उपयोग किया जाता है।
जब एकल ट्रांसफार्मर समूह का पावर लोड 2000MW होता है, तो ग्रुप I में ट्रांसफार्मर के चरण C की ध्वनि तीव्रता माप परिणाम। A-भारित ध्वनि शक्ति स्तर UHV ट्रांसफार्मर के 1, 3, 100 और 125 Hz की केंद्र आवृत्तियों के साथ 160/200 ऑक्टेव आवृत्ति बैंड में सबसे बड़ा है। ट्रांसफार्मर शोर उत्पादन तंत्र के अनुसार, इस आवृत्ति बैंड में शोर मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर निकाय के विद्युत चुम्बकीय शोर से आता है। इसलिए, ट्रांसफार्मर शोर को कम करते समय, 100 ~ 200Hz आवृत्ति बैंड को कम करने को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। माप के दौरान, ट्रांसफार्मर के एकल समूह का पावर लोड 2000MW पर स्थिर था, और ट्रांसफार्मर का संबंधित कुल A-भारित ध्वनि शक्ति स्तर 102.7dB (A) था।
- उच्च-वोल्टेज रिएक्टर शोर का मापन और विश्लेषण
रिएक्टर ध्वनि शक्ति स्तर की माप विधि ट्रांसफार्मर के समान ही है। यूएचवी सबस्टेशन में समानांतर रिएक्टर के बी चरण को माप वस्तु के रूप में लेते हुए, निर्धारित समोच्च रेखा और संदर्भ उत्सर्जन सतह के बीच की दूरी 1 मीटर है, और क्रमशः 1.5 मीटर और 3 मीटर की ऊंचाई वाली दो निर्धारित समोच्च रेखाएं निर्धारित की जाती हैं। आसन्न माप बिंदुओं के बीच क्षैतिज दूरी 1 मीटर है।
विश्लेषण से पता चलता है कि पूरे 1/3 ऑक्टेव बैंड में, कम आवृत्ति वाले घटक बड़े अनुपात के लिए जिम्मेदार हैं, जिनमें से 100Hz आवृत्ति पर ध्वनि शक्ति सबसे बड़ी है, जो 96.4dB (A) तक पहुंचती है, जो 11.5Hz के ध्वनि शक्ति स्तर से 200dB (A) अधिक है। 1/3 ऑक्टेव बैंड में ध्वनि शक्ति जहां 100Hz स्थित है, एकल-चरण उच्च विरोधी ध्वनि शक्ति का 91.2% हिस्सा है। इसलिए, यह निर्धारित किया जा सकता है कि रिएक्टर ध्वनि क्षेत्र वितरण में हस्तक्षेप की घटना 100Hz ध्वनि तरंग के कारण होती है।
Ⅱ. छिद्रयुक्त पदार्थ और सूक्ष्म छिद्रित प्लेट प्रयोग
ध्वनि नियंत्रण इंजीनियरिंग डिजाइन में, ध्वनि अवशोषण और इन्सुलेशन उपचार के लिए एक ही सामग्री का उपयोग करके अपेक्षित ध्वनि कमी प्रभाव प्राप्त करना अक्सर मुश्किल होता है । इसलिए, ध्वनि को कम करने के लिए ध्वनि-अवशोषक सामग्री संयोजन संरचनाओं का अक्सर उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से बड़े आयतन और लंबे प्रतिध्वनि समय वाले इनडोर स्थानों में, इसका अनुप्रयोग काफी आम है। अल्ट्रा-हाई वेव सबस्टेशनों में ध्वनि नियंत्रण के लिए उपयुक्त ध्वनि-अवशोषक संरचना का अध्ययन करने के लिए, हमें सबसे पहले सामग्री के इन्सुलेशन और अग्निरोधी गुणों पर विचार करना होगा, और दूसरे, ध्वनि-अवशोषक संरचना को निर्धारित करने के लिए विशिष्ट उपायों को संयोजित करना होगा।
वर्तमान में, शोर को कम करने के लिए UHV सबस्टेशनों के ध्वनि इन्सुलेशन बाड़ों में छिद्रित प्लेटों और ध्वनि-अवशोषित सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, लेकिन कम आवृत्ति बैंड में प्रभाव अच्छा नहीं है। इसके लिए UHV सबस्टेशन के मुख्य उपकरणों की ध्वनि स्रोत विशेषताओं को संयोजित करने की आवश्यकता है। विशिष्ट शोर कम करने के उपायों का निर्धारण करने के बाद, छिद्रपूर्ण ध्वनि-अवशोषित सामग्रियों का चयन कैसे करें और ध्वनि-अवशोषित संरचना का निर्धारण कैसे करें, यह सबस्टेशन में शोर नियंत्रण की कुंजी बन जाता है। निम्नलिखित में, माइक्रो-छिद्रित प्लेट, मेलामाइन फोम और फोमेड सीमेंट के तीन नमूनों को एक दूसरे के साथ मिलाकर प्रयोग करने के लिए चुना जाता है।
- डबल-लेयर माइक्रो-छिद्रित प्लेट संयोजन
सूक्ष्म छिद्रित प्लेट प्रयोगात्मक नमूने, जिसमें सूक्ष्म छिद्रित प्लेट नमूना 1 की छिद्रण दर 1.5% है, प्लेट की मोटाई 1 मिमी है, और छिद्र व्यास 0.7 मिमी है; सूक्ष्म छिद्रित प्लेट नमूना 2 की छिद्रण दर 1.1% है, प्लेट की मोटाई 1 मिमी है, और छिद्र व्यास 0.7 मिमी है, सूक्ष्म छिद्रित प्लेट नमूना 3, छिद्रण दर 0.7% है, प्लेट की मोटाई 1 मिमी है, और छिद्र व्यास 0.7 मिमी है।
डबल-लेयर माइक्रो-छिद्रित प्लेट संयोजन पर प्रयोगों के दो सेट किए गए। प्रयोग 1 माइक्रो-छिद्रित प्लेट नमूना 2 और माइक्रो-छिद्रित प्लेट नमूना 1 का संयोजन था, और प्रयोग 2 माइक्रो-छिद्रित प्लेट नमूना 1 और माइक्रो-छिद्रित प्लेट नमूना 3 का संयोजन था। डबल-लेयर माइक्रो-छिद्रित प्लेट संयोजन संरचना पर प्रयोगों के दो सेटों से पता चलता है कि 100Hz पर ध्वनि अवशोषण गुणांक लगभग 0.7 है, और प्रयोगों के दोनों सेटों में ध्वनि अवशोषण गुणांक का अधिकतम मूल्य 500Hz से 600Hz पर दिखाई देता है। 600Hz से ऊपर की आवृत्ति बैंड में, ध्वनि अवशोषण गुणांक धीरे-धीरे कम हो जाता है।
- फोमयुक्त सीमेंट और माइक्रो-छिद्रित बोर्ड का संयोजन
सबसे पहले, फोमयुक्त सीमेंट और एकल-परत माइक्रो-छिद्रित प्लेट को मिलाकर ध्वनि-अवशोषित संरचना का उपयोग किया गया। फोमयुक्त सीमेंट और एकल-परत माइक्रो-छिद्रित प्लेट को मिलाकर अलग-अलग मापदंडों के साथ दो प्रयोग किए गए। दोनों प्रयोगों में, फोमयुक्त सीमेंट को माइक्रो-छिद्रित प्लेट के सामने रखा गया था।
प्रयोग 3 और प्रयोग 4 के डेटा में लगभग कोई बड़ा बदलाव नहीं है। संयुक्त संरचना का ध्वनि अवशोषण प्रदर्शन मूल रूप से फोमयुक्त सीमेंट की मोटाई और फोमयुक्त सीमेंट और माइक्रो-छिद्रित प्लेट के बीच की दूरी में मामूली बदलाव के साथ नहीं बदलता है। 100 हर्ट्ज पर, ध्वनि अवशोषण गुणांक लगभग 0.4 है, 250 हर्ट्ज पर, ध्वनि अवशोषण गुणांक अपने अधिकतम तक पहुँच जाता है, और लगभग 900 हर्ट्ज पर, यह फिर से ध्वनि अवशोषण गुणांक के अधिकतम मूल्य तक पहुँच जाता है।
- मेलामाइन फोम और माइक्रो-छिद्रित पैनल संयोजन
मेलामाइन फोम और एकल परत वाली सूक्ष्म छिद्रित प्लेटों के संयोजन पर प्रयोगों के दो सेट आयोजित किए गए। प्रयोगों के दोनों सेटों में, मेलामाइन फोम को सूक्ष्म छिद्रित प्लेटों से पहले रखा गया था। प्रयोगों के दोनों समूहों में 100Hz पर ध्वनि अवशोषण गुणांक सभी 0.7 के आसपास हैं, और 100Hz और 500Hz के बीच, ध्वनि अवशोषण गुणांक सभी 0.7 से ऊपर हैं। 500Hz के आसपास, ध्वनि अवशोषण गुणांक कम हो जाता है, लेकिन जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, ध्वनि अवशोषण गुणांक धीरे-धीरे बढ़ता है। इस संयोजन में कम आवृत्ति और उच्च आवृत्ति बैंड दोनों में अपेक्षाकृत आदर्श ध्वनि अवशोषण प्रभाव होता है।
Ⅲ. प्रयोगात्मक परिणामों का विश्लेषण
यूएचवी सबस्टेशन के मुख्य उपकरण के शोर स्रोत की विशेषताओं के अनुसार जो कम आवृत्ति बैंड में प्रमुख है, एक माइक्रो-छिद्रित प्लेट समग्र संरचना, एक फोमयुक्त सीमेंट प्लस माइक्रो-छिद्रित प्लेट समग्र संरचना, और एक मेलामाइन फोम प्लस माइक्रो-छिद्रित प्लेट समग्र संरचना का चयन करके प्रयोग किए गए थे। परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि सभी तीन संयोजन योजनाएं कम आवृत्ति बैंड में एक निश्चित ध्वनि अवशोषण प्रभाव प्राप्त कर सकती हैं, लेकिन वास्तविक इंजीनियरिंग में इसे कैसे लागू किया जाए, इसके लिए विशिष्ट शोर में कमी के उपायों की आवश्यकता होती है।
- सूक्ष्म छिद्रित प्लेट संयोजन संरचना
डबल-लेयर माइक्रो-छिद्रित बोर्ड एकल-परत माइक्रो-छिद्रित बोर्ड के ध्वनि अवशोषण आवृत्ति बैंड को व्यापक बना सकते हैं। प्रतिबाधा मिलान के सिद्धांत के आधार पर, संयोजन डिजाइन का सिद्धांत यह है कि माइक्रो-छिद्रित बोर्ड की सामने की परत की छिद्रण दर बोर्ड की पिछली परत की छिद्रण दर से अधिक है। माइक्रो-छिद्रित पैनलों का संयुक्त डिजाइन 0.7-150 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में 800 से अधिक का ध्वनि अवशोषण गुणांक प्राप्त कर सकता है जब संपूर्ण संयुक्त संरचना की मोटाई 20 सेमी होती है। जब संपूर्ण संयुक्त संरचना की मोटाई 30 सेमी होती है, तो यह 0.7-100 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में 800 से अधिक का ध्वनि अवशोषण गुणांक प्राप्त कर सकता है।
- फोमयुक्त सीमेंट और सूक्ष्म छिद्रित प्लेट मिश्रित संरचना
माइक्रो-छिद्रित बोर्ड के सामने फोमिंग सीमेंट जोड़ने से माइक्रो-छिद्रित बोर्ड के ध्वनि अवशोषण आवृत्ति बैंड को व्यापक किया जा सकता है, और फोमेड सीमेंट अग्निरोधक भूमिका भी निभा सकता है।
फोमयुक्त सीमेंट और एकल-परत माइक्रो-छिद्रित बोर्ड 0.7-150 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में 1000 से अधिक का ध्वनि अवशोषण गुणांक प्राप्त कर सकते हैं जब संपूर्ण संयुक्त संरचना की मोटाई 20 सेमी होती है। फोमयुक्त सीमेंट और डबल-लेयर माइक्रो-छिद्रित पैनल 0.7-150 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में 1400 से अधिक का ध्वनि अवशोषण गुणांक प्राप्त कर सकते हैं जब संपूर्ण संयुक्त संरचना की मोटाई 20 सेमी होती है। जब संपूर्ण संयुक्त संरचना की मोटाई 30 सेमी होती है, तो यह 0.7-100 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में 1400 से अधिक का ध्वनि अवशोषण गुणांक प्राप्त कर सकता है। इसी समय, फोमयुक्त सीमेंट का थोक घनत्व जितना छोटा होता है, छिद्र उतना ही अधिक होता है, और कम आवृत्ति ध्वनि अवशोषण प्रभाव बेहतर होता है।
- की संयुक्त संरचना के लिए ध्वनि-अवशोषित सामग्री और सूक्ष्म छिद्रित प्लेट, ध्वनि-अवशोषित सामग्री सूक्ष्म छिद्रित प्लेट के ध्वनि-अवशोषित आवृत्ति बैंड का विस्तार कर सकती है और ध्वनि-अवशोषित और सूक्ष्म छिद्रित प्लेट के बीच की दूरी बढ़ा सकती है। मध्यम और उच्च आवृत्तियों का ध्वनि अवशोषण गुणांक बढ़ जाता है, और ध्वनि अवशोषण शिखर कम आवृत्तियों में चला जाता है। ध्वनि-अवशोषित सामग्री की मोटाई बढ़ाने से, कम आवृत्ति ध्वनि अवशोषण गुणांक थोड़ा कम हो जाता है, और मध्य और उच्च आवृत्ति ध्वनि अवशोषण गुणांक बढ़ जाता है। सूक्ष्म छिद्रित प्लेट के पीछे गुहा परत की मोटाई बढ़ाने से कम आवृत्ति ध्वनि अवशोषण में वृद्धि हो सकती है। ध्वनि-अवशोषित सामग्री और डबल-लेयर माइक्रो-छिद्रित पैनलों में ध्वनि-अवशोषित सामग्री और सिंगल-लेयर माइक्रो-छिद्रित पैनलों की तुलना में बेहतर ध्वनि अवशोषण और व्यापक ध्वनि-अवशोषित आवृत्ति बैंड होते हैं।
प्रायोगिक आंकड़ों के विश्लेषण से यह देखा जा सकता है कि जब संपूर्ण संयुक्त संरचना की मोटाई 0.6 सेमी होती है, तो मेलामाइन फोम प्लस एकल-परत माइक्रो-छिद्रित प्लेट 200-1600 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में 20 से अधिक का ध्वनि अवशोषण गुणांक प्राप्त कर सकती है।
यूएचवी मुख्य ट्रांसफार्मर और उच्च वोल्टेज शंट रिएक्टर की शोर आवृत्ति विशेषताओं के विश्लेषण के आधार पर, यूएचवी मुख्य ट्रांसफार्मर की शोर ऊर्जा मुख्य रूप से 100-200 हर्ट्ज पर केंद्रित होती है, और उच्च वोल्टेज रिएक्टर की शोर ऊर्जा मुख्य रूप से 100 हर्ट्ज पर केंद्रित होती है। शोर कम करने वाली सामग्री का चयन करने के लिए, दो मुख्य शोर स्रोतों की आवृत्तियों को संयोजित करना आवश्यक है। साथ ही, शोर को नियंत्रित करने के लिए शोर कम करने के तरीकों को सबस्टेशन के ऑन-साइट लेआउट के साथ संयोजित करने की भी आवश्यकता होती है ताकि सामग्री और तरीकों के इष्टतम संयोजन के साथ शोर को नियंत्रित किया जा सके।
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