不同电压等级变电站噪声主观烦恼对比

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不同电压等级变电站噪声主观烦恼对比

文章出处：技术资讯网责任编辑admin 阅读量：发表时间：2021-02-23 10:33

随着我国经济的高速发展，电力需求与日俱增，变电站作为重要的电力中转场所，其噪声对周边居民的影响逐渐受到广泛关注。
目前，我国变电站分为几种不同的电压等级，不同电压等级变电站所辐射的噪声特性存在一定差异，由其引起的人体主观感受也会有所不同。为此，本文分别选取典型的220kV、500kV和1000kV变电站进行噪声采样，采用评分法获得被试对各样本的主观烦恼度，选取高烦恼率（%HA）和平均烦恼度（MA）作为主观烦恼评价指标，分析各电压等级变电站噪声主观烦恼与暴露强度之间的关系。
实验样本
采用Head人工头双耳信号采集系统在各电压等级变电站主变平行于防火墙方向中心轴线上距主变不同距离处设置采样点，分别采集220kV、500kV和1000kV变电站噪声样本10个、14个和30个。采用Head ArtemiS 10.00噪声信号分析软件截取各噪声样本中受其他噪声影响较小的5s稳定样本。将上述样本随机排序3次并在每两个声样本之间插入一个5s的间隔（3s评价时间+1s样本开始提示音+1s空白间隔），制成最终实验用声样本。
不同电压等级变电站噪声典型样本频谱见图1。由图可知，500kV和1000kV变电站噪声在100Hz及其谐频处存在明显音调，而220kV变电站噪声由于受冷却风扇噪声调制，音调并不明显。

实验方法
通过有偿招募的方式，征集50名听力正常的在校大学生作为实验被试，被试年龄介于17~31岁之间，男女比例1:1。受噪声回放系统中耳机数量的限制，每次最多4名被试同时接受噪声暴露。
实验采用评分法（11级数字等级评价量表），每个样本播放完毕后，评价者使用0~10之间的一个整数对所听到声音的烦恼程度进行评价，其中“0”代表“一点都不烦恼”，“10”代表“极度烦恼”。为排除误判，若同一被试对同一样本的3次评价值之间相差大于2级，则予以剔除。将不同声级下被试的高烦恼率（%HA）和烦恼度平均值（MA）作为特高压变电站噪声主观烦恼的评价依据，两者分别按式（1）和式（2）计算。

式中，i表示评价量表中的烦恼等级；ni表示选择等级i的被试人次数。
实验结果
三种不同电压等级变电站噪声%HA、MA随暴露强度变化曲线分别见图2和图3。由于%HA和MA取值分别被限制在区间[0,100%]和[0,10]内，而LAeq并不存在上下限，因此本文在拟合%HA、MA与LAeq关系时，选用形如式（3）的逻辑方程。

式中，M表示相应烦恼指标的最大值，即%HA中的100%或MA中的10。
由图可知，逻辑方程可以较好地拟合样本主观烦恼与暴露强度之间的关系（R2>0.940）。相同LAeq下，三种电压等级变电站噪声中，1000kV变电站噪声最令人烦恼，220kV变电站噪声次之，500kV变电站噪声最不烦恼。

分析与讨论
美国联邦机构噪声委员会等推荐将噪声限值设置在剂量-效应曲线中人群高烦恼率为15%或更低时所对应的声级。此外，也有研究选用平均烦恼度为5对应的声级作为建议限值。根据上述%HA、MA曲线，计算出的变电站噪声烦恼阈值见表1。

一般而言，同一声级噪声在夜间对居民的干扰要远大于昼间，很多标准的夜间限值都会设置得比昼间低5~10dBA，参照现行《工业企业厂界环境噪声排放标准》，夜间限值一般在昼间限值基础上严格10dBA。根据上述较严格限值取整后确定的各电压等级变电站厂界噪声建议排放限值详见表2。

值得注意的是，根据图1中样本频谱，220kV变电站噪声音调并不明显，500kV和1000kV变电站噪声则存在明显音调，然而220kV变电站噪声主观烦恼却介于500kV和1000kV变电站噪声之间。由此推测，音调成分并非引起不同电压等级变电站噪声之间主观烦恼差异的主要原因，样本的其他声学参量（如粗糙度、尖锐度、抖晃度等）对主观烦恼的影响可能更加明显。具体影响因素有待进一步讨论。
主要结论如下：
(1) 逻辑方程可以较好地拟合各电压等级变电站噪声高烦恼率、平均烦恼度与A声级之间的关系。
(2) 相同A声级下，三种电压等级变电站噪声主观烦恼程度排序为1000kV > 220kV > 500kV。
(3) 根据不同电压等级变电站噪声主观烦恼曲线，给出了不同电压等级变电站噪声建议排放限值。
(4) 音调成分可能不是造成不同电压等级变电站噪声主观烦恼差异的主要原因。

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变电站噪声；主观烦恼；电压等级；烦恼阈值

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