隨著我國工業化、城鎮化的快速發展，電力需求也隨之不斷增加。與此同時，我國能源資源與電力需求呈遠距離、逆向分布，超高壓輸電已無法滿足發展需求。因此，發展遠距離、大容量特高壓輸電技術成為大勢所趨.我國于 2009 年 1 月投入運行，并于 2011 年 12 月完成擴建的晉東南-南陽-荊門 1000 kV 特高壓交流輸電項目是世界上第一條正式投入商業運行的特高壓輸電線路。它的建成，標志著我國在特高壓輸電技術方面已躋身世界前列。
然而，在變電站噪聲控制水平方面，我國仍與國外有一定差距。在實際測量過程中發現，荊門1000 kV 特高壓變電站并聯電抗器附近的噪聲并不按照幾何發散規律隨距離增加單調衰減，而是出現若干極大、極小值點。為此，本文對荊門 1000 kV特高壓變電站高抗附近噪聲進行了現場采樣，并嘗試利用聲波干涉理論對這一現象進行解釋。
1 噪聲監測采樣
1.1 平行于防火墻方向上的噪聲測量與采樣
使用LDS photon II超級便攜式四通道噪聲與振動動態信號分析儀（以下簡稱 LDS）及愛華AWA6291 噪聲統計實時信號分析儀（以下簡稱聲級計）同步對荊門 1000 kV 特高壓變電站內的并聯電抗器噪聲進行現場采樣。采樣點設置在高抗 B 相北側平行于防火墻方向的中心軸線 0.5~25 m 范圍內（5 m 內每 0.5 m 一個采樣點，5 m 外每 1 m 一個采樣點），共設置 30 個采樣點，采樣點高于地面 1.5m,測點（用圓圈表示）布置詳見圖 1.在各個采樣點處，使用 LDS 采集約 10 s 的噪聲樣本，同時采用聲級計測量 1/3 倍頻程譜?！緢D1】
1.2 垂直于防火墻方向上的噪聲測量
使用聲級計從 B 相高抗西側防火墻邊沿處開始，沿垂直防火墻方向水平移動，傳聲器高于地面1.5 m,觀察聲級計實時 1/3 倍頻程譜中 100 Hz 聲波所在 1/3 倍頻帶聲壓級的變化情況，記錄其極大值、極小值以及出現極值時的位置?，F場記錄的極值點（用三角形表示）位置見圖 1.
2 數據處理
圖 2 對比給出了兩個典型位置處噪聲（分別距高抗 0.5 m 和 2 m）的 1/3 倍頻程譜。與相關研究結果類似，各采樣點噪聲均在 100 Hz 附近有明顯峰值。另外，從圖中可以看出，不同位置處的噪聲以100 Hz 所在 1/3 倍頻程上聲壓級差值為最大?！緢D2】
為得到噪聲 100 Hz 聲波的聲壓級 L100Hz,使用Head ArtemiS 10.0 噪聲分析軟件處理 LDS 采集得到的噪聲樣本，截取受其他噪聲干擾較小的 3 s 進行 FFT 頻譜分析，從中讀出各采樣點 L100Hz的值，與聲級計實測得到的100 Hz聲波所在1/3倍頻帶聲壓級進行對比，結果如圖 3 所示?！緢D3】
從圖 3 中可以看出，各樣本的 L100Hz與使用聲級計監測得到的100 Hz所在1/3倍頻帶聲壓級數據基本一致（差值<2 dB），且統計結果分析表明，兩者顯著相關（p<0.01,r=0.993）。因此，可近似將100 Hz 所在的 1/3 倍頻帶聲壓級視為 L100Hz.
3 聲學建模及預測
假設特高壓變電站高抗附近聲場不按幾何衰減分布的現象是由于三相高抗所輻射的相干噪聲引起的。在不考慮非相干聲能的情況下，將三相高抗近似為輻射 100 Hz 聲波且其相位差為 120°（取三相交電電流的相位差）的點聲源，使用 LMSVirtual.Lab 11-SL（2以下簡稱 VL）中的 Ray Analysis模塊進行聲學建模（幾何模型如圖 4 所示），模擬預測高抗周圍 100 Hz 聲波的聲場分布情況，并與實測值進行對比，從而分析使用聲波干涉理論解釋這一現象的可行性。VL 中具體設定的預測參數見表1.得到的最終預測結果如圖 5 所示?！緢D4.5】【表1】
4 討論與分析
4.1 平行于防火墻方向預測值與實測值的對比
圖 6 為與防火墻平行的高抗軸線上 L100Hz預測值與實測值隨距離的變化趨勢，由此推測三相高抗輻射的 100 Hz 相干聲波是導致在幾何發散衰減方向上高抗聲場分布出現極大、極小值的主要原因。同時由圖可知，在距高抗 25 m 內，預測值與實測值間決定系數（r2）為 0.220,距高抗較近距離（10m）內，預測值與實測值間決定系數相對較大（r2=0.476），在距離較遠處，由于受非相干聲能及外界其他噪聲（如主變、線路等）影響較大，預測值偏離實測值相對較大?！緢D6】
4.2 垂直于防火墻方向預測值與實測值對比
圖7 給出了防火墻邊緣其垂線上L100Hz的預測值與實測值（使用100 Hz 所在的1/3 倍頻帶聲壓級近似代替）的對比結果。由圖可知，預測值與實測值變化趨勢相差較大，這與預測中將形體較大的高抗簡化為點聲源有很大關系。進一步的工作是使用面聲源或體聲源等優化模型?！緢D7】
5 結論
高抗噪聲在 100 Hz 處存在明顯峰值，其所在1/3 倍頻帶聲壓級主要由 100 Hz 聲波引起，100 Hz所在 1/3 倍頻帶聲壓級與 100 Hz 聲波聲壓級（L100Hz）相互之間可近似替代。
在不考慮非相干聲能情況下，將三相高抗視為輻射 100 Hz 聲波且其相位差為 120°的點聲源，預測得到與防火墻平行的高抗軸線方向（距高抗側面10 m 內）上噪聲的變化趨勢與實測結果較為接近。推測三相高抗輻射的 100 Hz 相干聲波是幾何發散衰減方向上高抗聲場分布出現極大、極小值的主要原因。
防火墻邊緣其垂線上 L100Hz預測值與實測值變化趨勢相差較大，這與預測中將形體較大的高抗簡化為點聲源有很大關系。推測使用面聲源或體聲源等進行預測，極大值模擬效果可能會更好。
參考文獻：
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