不同電壓等級變電站噪聲主觀煩惱對比

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不同電壓等級變電站噪聲主觀煩惱對比

文章出處：技術資訊網責任編輯admin 閱讀量：發表時間：2021-02-23 10:33

隨著我國經濟的高速發展，電力需求與日俱增，變電站作為重要的電力中轉場所，其噪聲對周邊居民的影響逐漸受到廣泛關注。
目前，我國變電站分為幾種不同的電壓等級，不同電壓等級變電站所輻射的噪聲特性存在一定差異，由其引起的人體主觀感受也會有所不同。為此，本文分別選取典型的220kV、500kV和1000kV變電站進行噪聲采樣，采用評分法獲得被試對各樣本的主觀煩惱度，選取高煩惱率（%HA）和平均煩惱度（MA）作為主觀煩惱評價指標，分析各電壓等級變電站噪聲主觀煩惱與暴露強度之間的關系。
實驗樣本
采用Head人工頭雙耳信號采集系統在各電壓等級變電站主變平行于防火墻方向中心軸線上距主變不同距離處設置采樣點，分別采集220kV、500kV和1000kV變電站噪聲樣本10個、14個和30個。采用Head ArtemiS 10.00噪聲信號分析軟件截取各噪聲樣本中受其他噪聲影響較小的5s穩定樣本。將上述樣本隨機排序3次并在每兩個聲樣本之間插入一個5s的間隔（3s評價時間+1s樣本開始提示音+1s空白間隔），制成最終實驗用聲樣本。
不同電壓等級變電站噪聲典型樣本頻譜見圖1。由圖可知，500kV和1000kV變電站噪聲在100Hz及其諧頻處存在明顯音調，而220kV變電站噪聲由于受冷卻風扇噪聲調制，音調并不明顯。

實驗方法
通過有償招募的方式，征集50名聽力正常的在校大學生作為實驗被試，被試年齡介于17~31歲之間，男女比例1:1。受噪聲回放系統中耳機數量的限制，每次最多4名被試同時接受噪聲暴露。
實驗采用評分法（11級數字等級評價量表），每個樣本播放完畢后，評價者使用0~10之間的一個整數對所聽到聲音的煩惱程度進行評價，其中“0”代表“一點都不煩惱”，“10”代表“極度煩惱”。為排除誤判，若同一被試對同一樣本的3次評價值之間相差大于2級，則予以剔除。將不同聲級下被試的高煩惱率（%HA）和煩惱度平均值（MA）作為特高壓變電站噪聲主觀煩惱的評價依據，兩者分別按式（1）和式（2）計算。

式中，i表示評價量表中的煩惱等級；ni表示選擇等級i的被試人次數。
實驗結果
三種不同電壓等級變電站噪聲%HA、MA隨暴露強度變化曲線分別見圖2和圖3。由于%HA和MA取值分別被限制在區間[0,100%]和[0,10]內，而LAeq并不存在上下限，因此本文在擬合%HA、MA與LAeq關系時，選用形如式（3）的邏輯方程。

式中，M表示相應煩惱指標的最大值，即%HA中的100%或MA中的10。
由圖可知，邏輯方程可以較好地擬合樣本主觀煩惱與暴露強度之間的關系（R2>0.940）。相同LAeq下，三種電壓等級變電站噪聲中，1000kV變電站噪聲最令人煩惱，220kV變電站噪聲次之，500kV變電站噪聲最不煩惱。

分析與討論
美國聯邦機構噪聲委員會等推薦將噪聲限值設置在劑量-效應曲線中人群高煩惱率為15%或更低時所對應的聲級。此外，也有研究選用平均煩惱度為5對應的聲級作為建議限值。根據上述%HA、MA曲線，計算出的變電站噪聲煩惱閾值見表1。

一般而言，同一聲級噪聲在夜間對居民的干擾要遠大于晝間，很多標準的夜間限值都會設置得比晝間低5~10dBA，參照現行《工業企業廠界環境噪聲排放標準》，夜間限值一般在晝間限值基礎上嚴格10dBA。根據上述較嚴格限值取整后確定的各電壓等級變電站廠界噪聲建議排放限值詳見表2。

值得注意的是，根據圖1中樣本頻譜，220kV變電站噪聲音調并不明顯，500kV和1000kV變電站噪聲則存在明顯音調，然而220kV變電站噪聲主觀煩惱卻介于500kV和1000kV變電站噪聲之間。由此推測，音調成分并非引起不同電壓等級變電站噪聲之間主觀煩惱差異的主要原因，樣本的其他聲學參量（如粗糙度、尖銳度、抖晃度等）對主觀煩惱的影響可能更加明顯。具體影響因素有待進一步討論。
主要結論如下：
(1) 邏輯方程可以較好地擬合各電壓等級變電站噪聲高煩惱率、平均煩惱度與A聲級之間的關系。
(2) 相同A聲級下，三種電壓等級變電站噪聲主觀煩惱程度排序為1000kV > 220kV > 500kV。
(3) 根據不同電壓等級變電站噪聲主觀煩惱曲線，給出了不同電壓等級變電站噪聲建議排放限值。
(4) 音調成分可能不是造成不同電壓等級變電站噪聲主觀煩惱差異的主要原因。

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變電站噪聲；主觀煩惱；電壓等級；煩惱閾值

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