- АКУСТИЧЕСКИЙ ШУМ ОТ КОРОНЫ
Оборудование подстанции существенно снижало напряженность на шинах. К тому же расстояние от шин до ограды (в среднем 100 м) значительно, поэтому вне подстанции уровень шума от короны был низок.
Следовательно, корона на подстанции является слабым источником шума по сравнению с трансформаторами, дугогасящими устройствами и воздушными выключателями дутьевого типа.
Несмотря на положительный опыт с короной на подстанциях СВН, этот вопрос следует кратко обсудить применительно к подстанциям УВН, чтобы дать рекомендации по расчету шин и средств защиты.
Акустический шум, создаваемый электродами основных форм. Электроды высокого напряжения рассчитаны на отсутствие короны в сухую погоду. В мокрую погоду капли воды вызывают частичные разряды, интенсивность которых является сложной функцией напряженности и геометрии электрода. На подстанциях такие электроды имеют различную форму. Здесь рассмотрены только две основные — цилиндрическая и сферическая.
Условия возникновения акустического шума от одиночного цилиндра или от группы цилиндров не отличаются от рассмотренных выше для проводов ВЛ. Специальные исследования были выполнены с проводами диаметром до 31 см и числом проводов в фазе до четырех.
Акустическая мощность при дожде для таких конструкций может определяться следующим эмпирическим уравнением для d=8 31 см и п= 1 4 в дБ сверх 1 мкВт/м:
(4.7.1)
где А' — параметр, зависящий от напряженности (рис. 4.7.1); п — число проводов в фазе; d — диаметр провода в фазе; С—0 дБ для n> и С—11,5 дБ для п= 1.
Рис. 4.7.2. Зависимость акустической энергии А от максимальной напряженности на поверхности сфер разного диаметра.
Уравнение (4.7.1) отличается от уравнения (4.5.2), в котором коэффициент при lg лг равен 20 и поправка С составляла 2,5 дБ для п=2 и 7,5 для п= 1.
Рис. 4.7.1. Зависимость акустической мощности А от максимальной напряженности на поверхности провода большого диаметра [см. уравнение '(4-7.1)].
Шум, создаваемый сферами при влажных условиях, измерялся на электродах сфера — плоскость, при разных диаметрах сфер и разных напряженностях на нижней части их поверхности, где собирались капли воды.
Сфера является единственным непротяженным источником, создающим акустическую мощность. Мощность, мкВт, и давление вычисляются по уравнению (4.7.2):
(4.7.2)
где р — уровень звукового давления; R — расстояние от сферы до точки измерения; 6— плотность воздуха; с — скорость звука.
Зависимость А от напряженности приведена на рис. 4.7.2. Как видно, чем больше сфера, тем больше шум.
При напряженностях, не дающих коронирования в сухую погоду (17,5 кВ/см для диаметра 25 см и 20 кВ/см для диаметра 7,6 см), большая сфера при влажных условиях создает больший шум, чем маленькая сфера. Именно поэтому большие гладкие электроды не всегда подходят для ультравысоких напряжений. В противоположность этому электроды, собранные из многих тороидов, по-видимому, будут иметь лучшие характеристики для плохой погоды.
Расчет уровней акустического шума подстанций. Немногочисленные данные о шумах на подстанциях СВН показали незначительные уровни шума.
Ниже рассмотрен порядок расчета оценки шума короны подстанций УВН. Он основан на измерениях с помощью коротких секций шин и уравнениях, приведенных в предыдущем разделе. Выводы не были подтверждены экспериментально.
Плотность акустической мощности для шины длиной I
(4.7.3)
где А — акустическая мощность, оцененная с помощью рис. 4.7.1 и уравнения (4.7.3); Н0 — безразмерный коэффициент, определяется по диаграмме на рис. 4.7.3 (х, у— координаты места измерения по отношению к центру шины).
На рис. 4.7.4 в качестве примера схематически показана часть подстанций 1200 кВ. Порядок расчета шума в точке Z приведен в табл. 4.7.1.
Таблица 4.7.1
Значения максимальных напряженностей рассчитаны в предположении, что каждая шина является протяженной линией с проводами, характеристики которых равны характеристикам 3-фазных шин. Полученные таким образом значения не учитывают эффект экранирования оборудованием подстанции.
Рис. 4.7.4. Участок подстанции, где производилась оценка акустического шума.
Рис. 4.7.3. К определению параметра Н0 в (6.7.3).
Значения акустической мощности А оценены с использованием рис. 4.7.1 и уравнения (4.7.1). Коэффициент Н0 определен по рис. 4.7.3. Сумме мощностей 10бщ— = 1 мкВт/м2 соответствует уровень давления 60 дБ (А).
Воздушные линии, приходящие к подстанции в рассмотренном примере, добавляют сравнительно мало шума за оградой.
По существу шум от ВЛ, рассчитанный в соответствии с § 4-6 для протяженной ВЛ, проходящей через подстанцию, равен 55 дБ (А).
Следовательно, общий шум при дожде составит примерно 61 дБ (А). Эти данные не учитывают экранирования между линией и шинами и экранирования шин оборудованием подстанций. При «мокрых проводах», соответствующих туману или слабому дождю, можно ожидать, что шум будет слабее.
Шум от экранов, элементов оборудования и присоединений шин будет добавляться к общему шуму. Обычно он незначителен по сравнению с шумом от шин и ВЛ. При правильной конструкции оборудования генерируемая мощность (рис. 4.7.2) в основном меньше 300 мкВт [25]. Если, например, расстояние между элементами конструкций высокого напряжения равно 15 м, то генерируется мощность от рассматриваемых элементов конструкций 20 мкВт/м, т. е. меньше той, которая создается самими шинами, к которым эти элементы присоединены (см., например, табл. 4.7.1).
