Источники звука
Звуковой сигнал, излучаемый трансформаторами, генерируется комбинацией магнитострикционной деформации сердечника и электромагнитных сил в обмотках, стенках резервуара и магнитных экранах.
Обзор IEC 60076-10 - Определение уровня шума силовых трансформаторов (Фото: besttrafo.com.tr)
Исторически сложилось, что звук, создаваемый магнитным полем, вызывающим продольные колебания в слоях сердечника, является доминирующим.
Амплитуда этих колебаний зависит от плотности потока в ламинатах и магнитных свойств основной стали и поэтому не зависит от тока нагрузки. Недавние достижения в основном проектировании, в сочетании с использованием низких уровней индукции, уменьшили количество звука, генерируемого в ядре, так что звук, вызванный электромагнитными силами, может стать значительным.
Ток, протекающий в обмотках, создает электромагнитные силы в обмотках.
Кроме того, блуждающие магнитные поля могут вызывать колебания в структурных компонентах. Сила (и, следовательно, амплитуда колебаний) пропорциональна квадрату тока, а мощность излучаемого звука пропорциональна квадрату колебательной амплитуды. Следовательно, излучаемая мощность звука сильно зависит от тока нагрузки.
Вибрации в сборке сердечников и обмоток могут затем вызвать симпатические колебания в стенках резервуара, магнитных экранах и воздуховодах (если они имеются).
Конструкция реактора с воздушным сердечником
В случае сухих, воздушно-стержневых шунтирующих или рядовых реакторов звук генерируется электромагнитными силами, действующими на обмотки, аналогично описанному выше.
Эти колебательные силы заставляют реактор вибрировать как в осевом, так и в радиальном направлении, а осевые и радиальные опоры и производственные допуски могут приводить к возбуждению мод в дополнение к режимам вращательной симметрии. В случае железосодержащих реакторов дальнейшие колебания индуцируются силами, действующими в магнитной цепи.
Для всех электростанций следует понимать последствия наличия более высоких гармоник на источнике питания. Обычно колебания происходят при четных гармониках мощности, причем первая гармоника является доминирующей. Если в источнике питания присутствуют другие частоты, могут быть вызваны другие силы.
Для некоторых приложений это может быть значительным, особенно потому, что человеческое ухо более чувствительно к этим более высоким частотам. Любое связанное охлаждающее оборудование также будет создавать шум при работе. Вентиляторы и насосы имеют тенденцию генерировать широкополосный шум из-за принудительного потока воздуха или масла.
Измерение звука
Измерения уровня звука были разработаны для количественного определения изменений давления воздуха, которые может обнаружить человеческое ухо. Наименьшее изменение давления, которое может обнаружить здоровое человеческое ухо, составляет 20 мкПа. Это базовый уровень (0 дБ), на который сравниваются все остальные уровни.
Воспринимаемая громкость сигнала зависит от чувствительности человеческого уха к его частотным спектрам. Современные измерительные приборы обрабатывают звуковые сигналы через электронные сети, чувствительность которых изменяется с частотой аналогично человеческому уху. Это привело к ряду стандартизованных на международном уровне весов, из которых наиболее распространена сеть весов.
Интенсивность звука определяется как скорость потока энергии на единицу площади и измеряется в ваттах на квадратный метр. Это векторная величина, тогда как звуковое давление является скалярной величиной и определяется только по ее величине.
Звуковая мощность - это параметр, который используется для оценки и сравнения источников звука. Это базовый дескриптор звукового выхода источника и, следовательно, абсолютное физическое свойство только источника, которое не зависит от каких-либо внешних факторов, таких как окружающая среда и расстояние до приемника.
Звуковая мощность может быть рассчитана по определению звукового давления или интенсивности звука.
Измерения интенсивности звука имеют следующие преимущества перед измерениями звукового давления:
- Измеритель интенсивности реагирует только на распространяющуюся часть звукового поля и игнорирует любую нераспространяющуюся часть, например стоячие волны и отражения;
- Метод интенсивности уменьшает влияние внешних источников звука, если уровень их звука примерно постоянный.
Метод звукового давления учитывает вышеуказанные факторы, корректируя фоновые шумы и отражения.
В этой части МЭК 60076 определены методы измерения звукового давления и интенсивности звука, с помощью которых могут быть определены уровни звуковой мощности трансформаторов, реакторов и связанных с ними вспомогательных устройств охлаждения.
ПРИМЕЧАНИЕ. Для целей настоящего стандарта термин «трансформатор» означает «трансформатор или реактор».
Эти методы применимы к трансформаторам и реакторам, охватываемым сериями МЭК 60076, МЭК 60289, МЭК 60726 и МЭК 61378, без ограничений по размеру или напряжению и при наличии их обычных охлаждающих вспомогательных устройств.
Этот стандарт в первую очередь предназначен для применения к измерениям, производимым на заводе. Условия на месте могут быть очень разными из-за близости объектов, включая другие трансформаторы. Тем не менее, те же общие правила, которые приведены в этом стандарте, могут соблюдаться при проведении измерений на месте.
Ссылка: МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ МЭК 60076-10 (Покупка здесь)