في الوقت الحالي، غالبًا ما تعتمد جدران الحماية للمحولات والمفاعلات في محطات الجهد الفائق المنزلية على هياكل خرسانية مصبوبة في الموقع أو هياكل من الطوب والبودرة، والتي تتميز بخصائص عزل صوتي معينة. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض تردد ضوضاء المحولات والمفاعلات وطول موجة الموجات الصوتية، فإن قدرتها على حيود الضوضاء ونقلها عالية جدًا، وبالتالي فإن عزل الصوت وخفضه غالبًا ما يكون ضعيفًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن حواجز الصوت وأغطية عزل الصوت الحالية لمحطات الجهد الفائق ليست مصممة خصيصًا لخصائص الضوضاء منخفضة التردد للمحطة، وبالتالي فإن خفض الضوضاء ليس مثاليًا. إذا نظرنا إلى خصائص محطات الجهد الفائق التي تهيمن عليها الضوضاء متوسطة ومنخفضة التردد، واعتمدنا هيكلًا مركبًا لامتصاص الصوت يتميز بوظائف كتم الصوت وامتصاصه، فمن المأمول أن يتمكن من خفض الضوضاء متوسطة ومنخفضة التردد بشكل فعال، وأن يتمتع بخصائص مقاومة للحريق وعزل. وهذا أمر بالغ الأهمية لتحسين جودة البيئة الصوتية للمحطات.
استنادًا إلى ذلك، تحلل هذه المقالة خصائص شدة مصدر الضوضاء للمعدات الرئيسية في محطة التحويل ذات الجهد العالي جدًا. ونظرًا لمتطلبات المواد المستخدمة في المحطة، والتي تشمل خصائص مقاومة اللهب والعزل وغيرها، فقد اخترنا إجراء تجارب امتصاص صوتية منفردة ومجمعة على عينات من رغوة الميلامين ، وعينات من الصفائح المثقبة دقيقًا، وعينات من الأسمنت الرغوي، واقترحنا هيكلًا مركبًا لامتصاص الصوت مناسبًا للحد من الضوضاء في محطات التحويل ذات الجهد العالي جدًا. ولهذا أهمية عملية كبيرة في توجيه التطبيقات الهندسية العملية.
1. تحليل قياس الضوضاء للمعدات الرئيسية لمحطة فرعية ذات جهد فائق
أثناء تشغيل محطات الطاقة الفرعية ذات الجهد الفائق، تشمل مصادر الضوضاء الرئيسية محولات الجهد العالي، ومفاعلات التحويل، وهياكل المحطات الفرعية، وغيرها. تشمل ضوضاء المحولات ضوضاء الهيكل وضوضاء أجهزة التبريد، بينما تُعرف ضوضاء مفاعل التحويل بالضوضاء الكهرومغناطيسية، وتُعرف ضوضاء هيكل المحطة الفرعية بضوضاء الهالة. عادةً ما تكون ضوضاء الهالة متوسطة إلى عالية التردد، وتتلاشى بسرعة أثناء الانتشار، ولها نطاق تأثير محدود. أما الضوضاء منخفضة التردد الناتجة عن الهيكل الداخلي للمحولات ومفاعلات التحويل، فتتلاشى ببطء، ولها نطاق تأثير واسع. لذلك، يُعد التحكم في ضوضاء المحولات ومفاعلات التحويل محور تركيز التحكم في الضوضاء في محطات الطاقة الفرعية.
- تحليل قياس ضوضاء المحول الرئيسي
يُقاس مستوى طاقة الصوت للمحول باستخدام طريقة شدة الصوت. باستخدام محول أحادي الطور كأداة قياس، تكون المسافة بين خط الكنتور المحدد وسطح الانبعاث المرجعي مترين، ويُرسم خطا الكنتور المحددان على المستوى الأفقي (مترين وأربعة أمتار على التوالي). تقع جميع نقاط القياس على خط الكنتور المحدد، والمسافة الأفقية بين نقاط القياس المتجاورة متر واحد. تُستخدم مجسات شدة الصوت للقياس نقطة بنقطة.
عندما يكون حمل الطاقة لمجموعة محولات واحدة 2000 ميجاوات، تكون نتائج قياس شدة الصوت للطور C للمحول في المجموعة I. يكون مستوى طاقة الصوت المرجح A هو الأكبر في نطاق التردد 1/3 أوكتاف مع الترددات المركزية 100 و125 و160 و200 هرتز لمحول الجهد الفائق. وفقًا لآلية توليد ضوضاء المحول، فإن الضوضاء في هذا النطاق الترددي تأتي بشكل أساسي من الضوضاء الكهرومغناطيسية لجسم المحول. لذلك، عند تقليل ضوضاء المحول، يجب إعطاء الأولوية لتقليل نطاق التردد 100-200 هرتز. أثناء القياس، كان حمل الطاقة لمجموعة واحدة من المحولات مستقرًا عند 2000 ميجاوات، وكان إجمالي مستوى طاقة الصوت المرجح A المقابل للمحولات 102.7 ديسيبل (A).
- قياس وتحليل ضوضاء المفاعلات عالية الجهد
طريقة قياس مستوى طاقة صوت المفاعل هي نفسها المستخدمة في المحولات. باعتبار الطور B للمفاعل الموازي في محطة الجهد الفائق كهدف قياس، تكون المسافة بين خط الكنتور المحدد وسطح الانبعاث المرجعي مترًا واحدًا، ويُضبط خطا كنتور محددان بارتفاع 1 متر و1.5 أمتار على التوالي. المسافة الأفقية بين نقطتي القياس المتجاورتين هي متر واحد.
يُظهر التحليل أن مكونات التردد المنخفض تُشكل نسبةً أكبر في نطاق ثلث الأوكتاف بأكمله، حيث تُعتبر طاقة الصوت عند تردد 1 هرتز هي الأعلى، حيث تصل إلى 3 ديسيبل (A)، أي أعلى بمقدار 100 ديسيبل (A) من مستوى طاقة الصوت عند 96.4 هرتز. تُمثل طاقة الصوت في نطاق ثلث الأوكتاف، حيث يقع تردد 11.5 هرتز، 200% من طاقة الصوت المضادة عالية الطور أحادية الطور. لذلك، يُمكن الجزم بأن ظاهرة التداخل في توزيع مجال صوت المفاعل ناتجة عن موجة صوتية بتردد 1 هرتز.
2. تجارب المواد المسامية والصفائح المثقبة الدقيقة
في تصميم هندسة التحكم بالضوضاء، يصعب غالبًا تحقيق التأثير المطلوب لخفض الضوضاء باستخدام مادة واحدة لامتصاص الصوت وعزله. لذا، تُستخدم عادةً هياكل مركبة من مواد ماصة للصوت لتقليل الضوضاء. ويُعدّ هذا التطبيق شائعًا جدًا، لا سيما في الأماكن المغلقة ذات الأحجام الكبيرة وفترات الصدى الطويلة. لدراسة الهيكل الماص للصوت المناسب للتحكم بالضوضاء في محطات التحويل ذات الجهد العالي جدًا، يجب أولًا مراعاة خصائص العزل ومقاومة اللهب للمادة، وثانيًا، يجب الجمع بين تدابير محددة لتحديد الهيكل الماص للصوت الأمثل.
تُستخدم حاليًا ألواح مثقبة ومواد امتصاص صوت في هياكل عزل الصوت في محطات الجهد الفائق لتقليل الضوضاء، إلا أن تأثيرها ليس جيدًا في نطاق الترددات المنخفضة. يتطلب ذلك دمج خصائص مصدر الصوت في المعدات الرئيسية لمحطة الجهد الفائق. بعد تحديد إجراءات خفض الضوضاء المحددة، يصبح اختيار مواد امتصاص الصوت المسامية وتحديد هيكل امتصاص الصوت مفتاح التحكم في الضوضاء في المحطة. فيما يلي، يتم اختيار ثلاث عينات من ألواح مثقبة دقيقة، ورغوة الميلامين، والأسمنت الرغوي، لدمجها معًا لإجراء التجارب.
- مجموعة ألواح مثقبة دقيقة مزدوجة الطبقات
عينات تجريبية للوحة مثقبة دقيقة، حيث معدل ثقب عينة اللوحة المثقبة الدقيقة 1 هو 1.5٪، وسمك اللوحة 1 مم، وقطر المسام 0.7 مم؛ معدل ثقب عينة اللوحة المثقبة الدقيقة 2 هو 1.1٪، وسمك اللوحة 1 مم، وقطر المسام 0.7 مم، عينة اللوحة المثقبة الدقيقة 3، معدل ثقب 0.7٪، وسمك اللوحة 1 مم، وقطر الفتحة 0.7 مم.
أُجريت مجموعتان من التجارب على تركيبة الصفيحة المثقبة الدقيقة ثنائية الطبقات. التجربة الأولى كانت مزيجًا من الصفيحة المثقبة الدقيقة العينة 1 والصفيحة المثقبة الدقيقة العينة 2، والتجربة الثانية كانت مزيجًا من الصفيحة المثقبة الدقيقة العينة 1 والصفيحة المثقبة الدقيقة العينة 2. أظهرت مجموعتا التجارب على تركيبة الصفيحة المثقبة الدقيقة ثنائية الطبقات أن معامل امتصاص الصوت عند تردد 1 هرتز يبلغ حوالي 3، وأن أقصى قيمة لمعامل امتصاص الصوت تظهر عند ترددات تتراوح بين 100 و0.7 هرتز في كلتا المجموعتين. في نطاق الترددات الأعلى من 500 هرتز، يتناقص معامل امتصاص الصوت تدريجيًا.
- مزيج من الأسمنت الرغوي واللوح المثقب الدقيق
أولاً، استُخدم هيكل ماص للصوت يجمع بين الأسمنت الرغوي وصفيحة دقيقة أحادية الطبقة مثقبة. أُجريت تجربتان بمعايير مختلفة بدمج الأسمنت الرغوي وصفيحة دقيقة أحادية الطبقة مثقبة. في كلتا التجربتين، وُضع الأسمنت الرغوي أمام الصفيحة الدقيقة المثقوبة.
لا يوجد تغيير يُذكر بين بيانات التجربتين الثالثة والرابعة. لا يتغير أداء امتصاص الصوت للهيكل المُركّب بشكل كبير مع أي تغيرات طفيفة في سمك الأسمنت الرغوي والمسافة بينه وبين الصفيحة المثقوبة بدقة. عند تردد 3 هرتز، يكون معامل امتصاص الصوت حوالي 4، وعند تردد 100 هرتز، يصل إلى أقصى قيمة له، وعند تردد 0.4 هرتز تقريبًا، يصل إلى أقصى قيمة له مرة أخرى.
- رغوة الميلامين وتركيبة الألواح المثقبة الدقيقة
أُجريت مجموعتان من التجارب على مزيج من رغوة الميلامين وألواح أحادية الطبقة مثقوبة بدقة. في كلتا المجموعتين، وُضعت رغوة الميلامين قبل الألواح المثقوبة بدقة. كانت معاملات امتصاص الصوت عند تردد 100 هرتز في كلتا المجموعتين حوالي 0.7، وبين 100 و500 هرتز، كانت جميع معاملات امتصاص الصوت أعلى من 0.7. ينخفض معامل امتصاص الصوت عند تردد 500 هرتز تقريبًا، ولكن مع زيادة التردد، يزداد تدريجيًا. يتميز هذا المزيج بتأثير امتصاص صوت مثالي نسبيًا في نطاقي التردد المنخفض والعالي.
Ⅲ. تحليل النتائج التجريبية
بناءً على خصائص مصدر الضوضاء للمعدات الرئيسية لمحطة الجهد الفائق (UHV) المنتشرة في نطاق التردد المنخفض، أُجريت تجارب باختيار هيكل مركب من صفائح دقيقة الثقوب، وهيكل مركب من الأسمنت الرغوي مع صفائح دقيقة الثقوب، وهيكل مركب من رغوة الميلامين مع صفائح دقيقة الثقوب. أظهرت نتائج الاختبارات أن جميع مخططات التركيب الثلاثة قادرة على تحقيق تأثير امتصاص صوتي معين في نطاق التردد المنخفض، إلا أن تطبيقها في الهندسة الفعلية يتطلب إجراءات محددة لخفض الضوضاء.
- هيكل مركب من صفائح مثقبة دقيقة
تُوسّع الألواح المثقبة الدقيقة ثنائية الطبقات نطاق تردد امتصاص الصوت للألواح المثقبة الدقيقة أحادية الطبقة. واستنادًا إلى مبدأ مطابقة المعاوقة، يقوم مبدأ التصميم المركب على أن يكون معدل تثقيب الطبقة الأمامية للألواح المثقبة الدقيقة أكبر من معدل تثقيب الطبقة الخلفية. ويُحقق التصميم المركب للألواح المثقبة الدقيقة معامل امتصاص صوت يزيد عن 0.7 في نطاق ترددي يتراوح بين 150 و800 هرتز، وذلك عندما يكون سمك الهيكل المركب بأكمله 20 سم. أما عندما يكون سمك الهيكل المركب بأكمله 30 سم، فيُحقق معامل امتصاص صوت يزيد عن 0.7 في نطاق ترددي يتراوح بين 100 و800 هرتز.
- هيكل مركب من الأسمنت الرغوي بالإضافة إلى صفائح مثقبة دقيقة
إن إضافة الأسمنت الرغوي أمام اللوحة المثقبة الدقيقة يمكن أن يؤدي إلى توسيع نطاق تردد امتصاص الصوت للوحة المثقبة الدقيقة، كما يمكن للأسمنت الرغوي أن يلعب دورًا مقاومًا للحريق.
يمكن للأسمنت الرغوي مع لوح مثقب دقيق أحادي الطبقة تحقيق معامل امتصاص صوت يزيد عن 0.7 في نطاق ترددي يتراوح بين 150 و1000 هرتز، وذلك بسماكة 20 سم. ويمكن للأسمنت الرغوي مع ألواح مثقوبة دقيقة ثنائية الطبقة تحقيق معامل امتصاص صوت يزيد عن 0.7 في نطاق ترددي يتراوح بين 150 و1400 هرتز، وذلك بسماكة 20 سم. أما في نطاق ترددي يتراوح بين 30 و0.7 هرتز، فيزيد معامل امتصاص الصوت عن 100، وذلك بسماكة 1400 سم. وفي الوقت نفسه، كلما قلّت كثافة الأسمنت الرغوي، زادت مساميته، وكان امتصاصه للصوت منخفض التردد أفضل.
- بالنسبة للهيكل المشترك لـ مادة تمتص الصوت باستخدام صفيحة مثقوبة بدقة متناهية، يمكن للمادة الماصة للصوت توسيع نطاق تردد امتصاص الصوت للصفيحة المثقوبة بدقة متناهية، وزيادة المسافة بينهما. يزداد معامل امتصاص الصوت للترددات المتوسطة والعالية، وتنتقل ذروة امتصاص الصوت إلى الترددات المنخفضة. بزيادة سمك المادة الماصة للصوت، ينخفض معامل امتصاص الصوت منخفض التردد قليلاً، ويزداد معامل امتصاص الصوت متوسط وعالي التردد. يمكن أن تؤدي زيادة سمك طبقة التجويف خلف الصفيحة المثقوبة بدقة متناهية إلى زيادة امتصاص الصوت منخفض التردد. تتميز المواد الماصة للصوت، بالإضافة إلى الألواح المثقوبة بدقة متناهية مزدوجة الطبقة، بامتصاص صوت أفضل ونطاقات تردد امتصاص صوت أوسع من المواد الماصة للصوت بالإضافة إلى الألواح المثقوبة بدقة متناهية أحادية الطبقة.
يتضح من تحليل البيانات التجريبية أن رغوة الميلامين مع لوحة مثقبة دقيقة أحادية الطبقة يمكن أن تحقق معامل امتصاص صوتي يزيد عن 0.6 في نطاق التردد 200-1600 هرتز عندما يكون سمك الهيكل المركب بأكمله 20 سم. عندما يكون سمك الهيكل المركب بأكمله 30 سم، يمكن تحقيق معامل امتصاص صوتي يزيد عن 0.6 في نطاق التردد 100-1600 هرتز. يمكن لرغوة الميلامين مع الألواح المثقبة الدقيقة ثنائية الطبقة تحقيق معامل امتصاص صوتي يزيد عن 0.7 في نطاق التردد 200-1600 هرتز عندما يكون سمك الهيكل المركب بأكمله 20 سم. عندما يكون سمك الهيكل المركب بأكمله 30 سم، يمكن تحقيق معامل امتصاص صوتي يزيد عن 0.7 في نطاق التردد 100-1600 هرتز.
بناءً على تحليل خصائص تردد الضوضاء للمحول الرئيسي فائق الجهد ومفاعل التحويل عالي الجهد، فإن طاقة الضوضاء في المحول الرئيسي فائق الجهد تتركز بشكل رئيسي عند تردد 100-200 هرتز، بينما تتركز طاقة الضوضاء في مفاعل الجهد العالي بشكل رئيسي عند تردد 100 هرتز. لاختيار مادة خافضة للضوضاء، من الضروري دمج ترددات مصدري الضوضاء الرئيسيين. وفي الوقت نفسه، يجب دمج أساليب خفض الضوضاء مع تصميم موقع المحطة الفرعية للتحكم في الضوضاء من خلال الجمع الأمثل بين المواد والأساليب.
للحصول على مزيد من المعلومات حول رغوة الميلامين SINOYQX، يرجى التواصل معنا عبر البريد الإلكتروني [email protected] أو الاتصال بنا صوتيًا على الرقم: +86-28-8411-1861.
بعض الصور والنصوص مُستنسخة من الإنترنت، وحقوق الطبع والنشر محفوظة للمؤلف الأصلي. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.