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GBT 1094.10-2003 电力变压器 第10部分：声级测定PDF文本

1CS29.180K41中华人民共和国国家标准GB/T1094.10-2003代替GB/T7328一1987电力变压器第10部分：声级测定系材Power transformers-Part10:Determination of sound levels(IEC60076-10:2001,MOD)2003-06-05发布2003-12-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布莲蜀素荷网Z
GB/T1094.10-2003前言GB1094系列标准在总标题“电力变压器”下，目前已包含了下列几部分：一一第1部分：总则一第2部分：温升一第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙一第5部分：承受短路的能力—一第10部分：声级测定本部分为GB1094系列标准的第10部分。本部分的前版标准代号为GB/T7328,对应的IEC标准代号为IEC60551。由于IEC有关电力变压器的标准代号现均调整为IEC60076系列，为了与IEC的标准代号相协调且使用方便，本次修订也将标准代号按新IE℃标准系列进行调整。本部分修改采用IEC60076-10:2001《电力变压器第10部分：声级测量》（英文版）。本部分根据EC60076-10:2001按修改采用原则重新起草。考意到我国国情，在采用IEC60076-10:2001时，本部分做了一些修改。有关技术性差异已编入正文中并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。本部分与IEC60076-10:2001的主要差异如下：a)第2章中部分烧范经引用文件用采用国际标准的我国国家标淮代替：仁Tb)对部分术语和定义进行了修政；小c)别除EC60076-10:2001中11.2的第4段和12.2的第3段“对于北美洲地区，声级是在带和不带冷却设备运行情况下进行测量的。”，d)为便于使用，本部分还进行了下列编辑性修改：—用小数点‘’代替作为小数点的逗号‘，’；一删除了1EC60076-10:2001的“前言”。本部分代替GB/T7328一1987《变压器和电抗器的声级测定》。本部分与GB/T7328-一1987相比主要变化如下：)原标准仅规定用声压法测量噪声，本部分规定声压测量和声强测量均可用来确定声功率级数值，两种方法均有效，至于选择哪种方法，则应在订货时由制造单位与用户协商确定；b)原标准仅规定了变压器在空载状态下的噪声测量，本部分规定了负载条件应由制造单位和用户在订货时协商确定：c)给出了负载电流声功率级的估算公式：d)增加了用声强法测量变压器和电抗器声级的内容；)给出了空载声功率级和负载电流声功率级相加的计算公式：)增加附录A“窄频带测量及时间同步测量”。本部分的附录A、附录B均为资料性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国变压器标准化技术委员会(CSBTS/TC44)归。本部分主要起草单位：沈阳变压器研究所。本部分参加起草单位：沈阳变压器厂、保定天威保变电气股份有限公司、西安西电变压器有限责任公司、顺德特种变压器厂、广州维奥伊林变压器有限公司、山东金曼克电气集团股份有限公司、番禺骏发理贸Z.ZC.WE1
GB/T1094.10-2003电力设备有限公司、温州市变电设备厂。本部分主要起草人：韩庆恒。本部分参加起草人：刘丰、张喜乐、吕晓东、牛亚民、沈红、赵晓春、罗剑、张林兴。本部分所代替的GB/T7328于1987年首次发布，本次为第一次修订。莲罚素村网Z.ZS心
GB/T1094.10-2003引言在设计和安装变压器、电抗器及其所安装的冷却设备时，要考虑许多参数，其中之一是设备在现场正常运行条件下所发出的噪声。变压器所发出的可听到的噪声是由铁心的磁滞伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内的电磁力引起的。从历史上看，一直认为磁场诱发铁心叠片沿纵向振动所产生的噪声是变压器噪声的主要成分。振动的幅值与铁心叠片中的磁通密度及铁心材质的磁性能有关，而与负载电流关系不大。但随着目前铁心设计的进步及采用较低的磁通密度，铁心中的噪声已有所降低，于是电磁力所产生的噪声便成为变压器噪声不可忽视的成分。电流在绕组中通过会在绕组中产生电磁力。此外，漏磁场也能使结构件产生振动。电磁力（和振动幅值)与电流的平方成正比，而发射的声功率与振动幅值的平方成正比。因此，发射的声功率与负载电流有很明显的关系。器身（铁心和绕组的组合体）中的振动又能使油箱、磁屏蔽及导气管（如果有）产生共振。对于干式空心并联电抗器或干式空心串联电抗器，作用于绕组上的电磁力所产生的噪声与上面所述相类似。这些振动力使电抗器在轴向和幅向上产生振动，且轴向和幅向的支撑件及制造中的偏差又可能导致除旋转对称振动外的其他模式的振动。对于铁心电抗器，作用于铁心中的力还会引起进一步的振动。??S0对于所有的电气设备，还希了解电源高次谐波对其所产生的影响。振动通常发生在偶次谐波下，且第一个谐波是最主要的。如果电源中还含有其他的频率，则还会产生其他的力。对于某些应用，这一点或许是很重要的，因为人的耳朵对这些高频更加敏感。任何配套的冷却设备在运行时都将会产生噪声。由于要使油和空气强迫流动，这样风扇和油泵还会产生宽频带噪声。目前的声级测量技术已经发展到能测出人耳所能感受到的空气压力变化量。正常人耳朵能辨别的最小声压变化为20Pa。将该值作为基准声级(0dB),以便其他的声级与其进行比较。人耳感受讯号的响度与人耳对该讯号频谱的敏感程度有关。现代测量仪器是通过电子网络来处理声讯号，其灵敏度随频率变化的关系与人耳类似。由此，便产生了几种国际标准化计权模式，其中A计权网络最常用。声强的定义为单位面积上通过的能量，用瓦/平方米(W/2)表示。声强是矢量，而声压是标量，且声压仅用大小来表征。声功率是一个用来对声源进行计量和比较用的参数。它是声源声输出的一个基本说明用语，故只是声源的一个绝对的物理特性，而与任何外界因素（如：环境及其到接收器的距离等）无关。声功率可通过测得的声压和声强值来计算。声强测量与声压测量相比，有如下几个优点：一一声强计仅对声场的传播部分有反应，而忽略任何非传播部分，如：对驻波和反射波无反应。一一只要外界声源的声级大致恒定，声强法便可减少外界声源的影响。声压法是通过对背景噪声和声反射进行修正来考虑上述这些因素的。理贸Z.ZC.WE1
GB/T1094.10一2003电力变压器第10部分：声级测定1范围GB1094的本部分规定了声压和声强的测量方法，并以此来确定变压器、电抗器及其所安装的冷却设备的声功率级。注：在本部分中，术语“变压器”是指“变压器和电抗器”。这些方法适用于符合GB1094系列、GB/T10229、GB6450及GB/T18494系列，且容量和电压等级不受限制的变压器和电抗器以及它们所安装的正常冷却设备（如果有）。本部分主要适用于在工厂进行的噪声测量。至于在现场的测量，由于存在邻近物体（包括其他变压器)的影响，使得现场的测量条件与工厂相比有很大的差异。但是，当需要在现场进行噪声测量时，仍可遵循本部分所给出的一般规则。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB1094的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勒误的内容）或修订版均不道用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB1094.1电力变压器第1部分：总则(GB1094.1一1996，eqv IEC60076-1:1993)GB1094.2电力变压器第2部分：温升(GB1094.2一1996，eqv IEC60076-2:1993)GB1094.3电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙(GB1094.3一2003，eqv IEC60076-3:2000)GB1094.5电力变压器第5部分：承受短路的能力(GB1094.5一2003，eqv IEC60076-5:2000)GB/T3768声学声压法测定噪声源的声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法(GB/T3768一1996，eqv IS03746:1995)GB/T3785声级计的电、声性能及测试方法GB6450于式电力变压器(GB6450一1986，eqv1EC60726:1982)GB/T10229电抗器(GB/T10229-1988,eqv IEC60289:1987)GB/T16404声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分：离散点上的测量(GB/T16404一1996，eqv IS09614-1:1993GB/T18494.1变流变压器第1部分：工业用变流变压器(GB/T18494.1一2001，idt IEC61378-1:1997)IEC61043:1993电声学一一声强测量仪—一用成对的声压传感器测量IEC61378-2:2001变流变压器第2部分：高压直流输电用换流变压器3术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1声压sound pressure莲罚素衬网Z.ZS心
GB/T1094.10-2003有声波时，媒质中的压力与静压的差值。单位为帕斯卡(Pa)。注1：一般使用时，声压是有效声压的简称。有效声压是在一段时间内瞬时声压的方均根值，这段时间应为周期的整数倍或长到不影响计算结果的程度。注2：声压的瞬时值、平均值，峰值、最大值或峰到峰值等应分别注明为瞬时声压、平均声压、峰值声压、最大声压或峰到峰值声压。3.2声压级sound pressue levelLp声压平方与基准声压(p=20×10-6Pa)平方之比的以10为底的对数乘以10。单位为分贝(dB)。2=1oe发ttt*a…(1）3.3声强sound intensityI表示通过某一指定位置处的净声能大小和方向的矢量。单位为W/m2。3.4法向声强normal sound intensityI与测量表面垂直的声强分量。3.5法向虞强最热nw惠a毒LI法向声强与基准声强(1。=1×10-12W/m2)之比的以10为底的对数乘以10。单位为分贝(dB)。La 10g…(2）注：当I。为负值时，用-×XdB表示。3.6声功率sound powere单位时间内通过某一面积的声能。单位为瓦(W)。3.7声功率级sound power levelLw给出的声功率与基准声功率(W。=1×10~2W)之比的以10为底的对数乘以10。单位为分贝(dB)。.WLW=101gw。…………(33.8基准发射面principal radiating surface围绕试品的假想表面，认为声音是从该表面发出的。3.9规定轮廓线prescribed contour与基准发射面相距某一规定水平距离（即测量距离）的水平线，各测量点位于此线上。理素前网Z.ZC.WE1
GB/T1094.10-20033.10测量距离measurement distanceX基准发射面与测量表面之间的水平距离。3.11测量表面measurement surface包络声源的假想表面，各测量点位于此表面上。3.12背景噪声background noise试品不运行时的A计权声压级。4测量仪器和校准进行声压测量时，应使用符合GB/T3785的1型声级计，并按GB/T3768进行校准。进行声强测量时，应使用符合IEC61043的1类声强仪，并按GB/T16404进行校准。测量设备的频率范围应与试品的频谱相适应，即应选择合适的传声器间距系统，以使系统的误差最小。应在测量即将开始前和测量刚结束后对测量设备进行校准。如果校准变化超过0.3dB,则本次测量结果无效，应重新进行测量。5试验方法选择、1/7L声压测量和声壶测匮均时用来确定青功率级数值。两种方法均有效，至于选择哪种方法，则应在订货时由制造单位与用户协商确定。本部分所述的声压测量方法符合GB/T3768。按本部分进行的测量能使不同试验室测出值之间的复验性标准偏差小于或等于3dB。本部分所述的声强测量方法符合GB/T16404。按本部分进行的测量能使不同试验室测出值之间的复验性标准偏差小于或等于3dB。6负载条件6.1概述负载条件应由制造单位和用户在订货时协商确定。若一台变压器的空载声级很低，则运行时负载电流所产生的噪声可能影响变压器的总声级。有关空载声级和负载电流声级的合成计算方法见第14章。由于电抗器所吸取的电流取决于所施加的电压，故电抗器不能在空载状态下进行试验。如果工厂的电源容量足以供电抗器进行全电压励磁，则对于电抗器，可以采用与变压器相同的测试方法。此外，若条件合适，这些测试方法也可用于现场测量。除另有规定外，试验应在分接开关（如果有）处于主分接时进行。然而，在主分接下运行时，也有可能不会产生最大的声级。此外，变压器在运行时，由于空载磁通和漏磁通的叠加，能使铁心中某些部分的磁通密度发生变化。因此，对于特殊使用条件（特别是变磁通调压）下的变压器，经协商，可以在非主分接下，或者对于不带分接的绕组在电压不等于额定电压下进行声级测量。这一点应在试验报告中明确地表示出。6.2空载电流和额定电压对于带或不带冷却设备的试品，在进行测量时，均应在空载状态下以额定频率的正弦波或实际正弦波的额定电压对试品进行励磁。此电压应与GB1094.1的规定一致。如果变压器安装了电抗式有载筑素村网Z.ZS
GB/T1094.10-2003分接开关，且电抗器在某些分接位置处于持续励磁状态，则变压器的声级测量应是在其分接位置符合这一情况、且尽可能在接近主分接的分接位置下进行。励磁电压应与所使用的分接相对应。这一点应在试验报告中明确地表示出。注：当有直流偏磁电流时，测得的声级值可能明显地加大。这可以用声谱中电源频率出现了奇次谐波来确认。制造单位和用户均应考虑直流偏磁电流的存在会使声级加大这一事实。6.3额定电流和短路电压为了判断负载电流下的声级测量是否必要，可先通过式(4)粗略地估算负载电流声功率级：LwA.w≈39+181gS、…(4）式中：LwA,w一变压器在额定电流、额定频率及短路阻抗下的A计权声功率级；S.一额定容量，MVA;S。一基准容量，1MVA。对于自耦变压器和三绕组变压器，用一对绕组的额定容量S代替S。若LwA,值比保证的声功率级低8dB或低得更多时，则负载电流声级测量不必进行。当需要进行负载电流声级测量时，应将一个绕组短路，而对另一个绕组施加符合GB1094.1规定的额定频率的正弦波电压。所加电压应均匀上升，直到短路绕组中所通过的电流达到额定值为止。6.4降低的负载电流如果只能在降低的电流下进行声级测量时，则在额定电流下的声功率级应按式(5)计算：筑泰醉才m+s异J.NE(5)式中：LWA,N一额定电流下的A计权声功率级；LWA,T一降低电流下的A计权声功率级；IN一一额定电流；Ir一降低电流。该公式只在降低的电流为额定电流的70%及以上时适用。7基准发射面7.1概述基准发射面的定义与所采用的冷却设备的型式及其与变压器的相对位置有关。在本部分中，“冷却设备”是指风冷却设备、强迫油循环风冷却设备和强迫油循环水冷却设备，而自然油循环空气自冷式散热器不包括在内。7.2带或不带冷却设备的变压器、带保护外壳的干式变压器及保护外壳内装有冷却设备的干式变压器基准发射面是指由一条围绕变压器的弦线轮廓线，从箱盖顶部（不包括高于箱盖的套管、升高座及其他附件)垂直移动到箱底所形成的表面。基准发射面应将距变压器油箱距离小于3的冷却设备、箱壁加强铁及诸如电缆盒和分接开关等辅助设备包括在内。而距变压器油箱的距离为3m及以上的冷却设备，则不包括在内。其他部件：如套管、油管路和储油柜、油箱或冷却设备的底座、阀门、控制柜及其他次要附件也不包括在内（见图1、图2和图3）。7.3距变压器基准发射面距离为3m及以上处分体式安装的冷却设备基准发射面是指由一条围绕设备的弦线轮廓线，从冷却设备顶部垂直移动到其有效部分底面所形成的表面，但基准发射面不包括储油柜、框架、管路、阀门及其他次要附件（见图4）。理贸Z.ZC.WE1
GB/T1094.10一20037.4无保护外壳的干式变压器基准发射面是指由一条围绕干式变压器的弦线轮廓线，从变压器顶部垂直移动到其有效部分底面所形成的表面，但基准发射面不包括框架、外部连线和接线装置以及不影响声发射的附件（见图5）。8规定轮廓线在风冷却设备（如果有）停止运行条件下进行声级测量时，规定的轮廓线应距基准发射面0.3，但对无保护外壳的干式变压器，由于安全的原因，该距离应选为1m。在风冷却设备投人运行条件下进行声级测量时，规定的轮廓线应距基准发射面2m。对于油箱高度小于2.5m的变压器，规定轮廓线应位于油箱高度1/2处的水平面上。对于油箱高度为2.5m及以上的变压器，应有两个轮廓线，分别位于油箱高度1/3处和2/3处的水平面上，但若由于安全的原因，则选择位于油箱高度更低处的轮廓线。在仅有冷却设备工作条件下进行声级测量时，若冷却设备总高度（不包括储油柜、管路等）小于4m,则规定轮廓线应位于冷却设备总高度1/2处的水平面上。若冷却设备总高度（不包括储油柜、管路等)为4m及以上，应有两个轮廓线，分别位于冷却设备总高度1/3处和2/3处的水平面上，但若由于安全的原因，则选择位于冷却设备总高度更低处的轮廓线。注：由于安全上的原因，对某些试品，可能有必要改变测量位置，如：当变压器装有水平放置的高压套管时，规定轮廓线可能要被限制在安全区域内。9传声器位置传声器应位于规定轮廓线土，彼此间距大致相等，且间隔不得大于1m(见图1一图5的尺寸D)。至少应设有6个传声器位置（以下为方便起见，简称“测点”）。·.可∠○U.N上可以使用带有求平均值器件的存储式测量设备。传声器应在围绕试品的规定轮廓线上做近似于均匀速度的移动，读数取样的数量应不少于上面所规定的测点数。试验报告中仅需列出能量平均值的数据。10测量表面面积的计算10.1距基准发射面0.3m处的测量以平方米(m2)表示的测量表面面积S,按式(6)为：S=1.25 hlmm+…4…(6）式中：h一高度，m。对于油浸式变压器或带保护外壳的干式变压器，指油箱或保护外壳的高度（图1、图2或图3)：对于无保护外壳的干式变压器，指铁心及其框架高度（图5）；Lm一规定轮廓线的周长，m;1.25一考虑试品上部发射声能的经验系数。10.2距基准发射面2m处的测量以平方米(m2)表示的测量表面面积S,按式(7)为：S=(h+2)l.……(7)式中：h一变压器油箱高度（图2或图3）或包括风扇在内的冷却设备高度（图4），；lnm一规定轮廓线的周长，m:2一测量距离，m。10.3距基准发射面1m处的测量興尚素村网Z..WE1
GB/T1094.10-2003以平方米(m2)表示的测量表面面积S,按式(8)为：S=(h+1)lm式中：h一连同框架在内的铁心高度（图5），m;lm一一规定轮廓线的周长，m;1一一测量距离，m。10.4考虑安全距离而要求整个轮廓线或其中一部分距基准发射面的测量距离超过10.1至10.3规定的试品上的测量以平方米(m2)表示的测量表面面积S,按式(9)为：6=08…(9）式中：Lm一按安全距离考虑的规定轮廓线的周长，m。11声压法11.1试验环境11.1.1概述试验环境应是一个在一反射面之上的近似的自由场。理想的试验环境应是使测量表面位于一个基本不受邻近物体或该环境边界反射干扰的声场内。因此，反射物体（支撑面除外）应尽可能远离试品。不允许在变压器油箱内或保护外壳内进行声级测量。户内测量应满足1山2酶要求，片外褐（应满足1.73的要求C.NE丁11.1.2户内测量条件11.1.2.1反射面反射面通常是指室内的地面，此地面应比测量表面在其上的投影大。注：应采取保护措施，以确保试品的支撑表面不会因振动而发射出可感受到的声能。在相关的声频范围内，吸声系数应尽量小于0.1。当在混凝土、树脂、钢或硬砖地面上进行户内测量时，该要求通常能得到满足。11.1.2.2环境修正值K的计算环境修正值K考虑了不希望出现的试验室边界或邻近试品的反射物体所产生的声反射的影响。K主要取决于试验室吸声面积A对测量表面积S的比值。K的计算值与试品在试验室的位置无明显关系。K可用式(10)计算，或根据图6曲线按横坐标上相应的A/S值查得。K=1o1g1+A5)44(10)式中：S可由相应的公式[式(6)、(7)、(8)或式(9)]算出。以平方米(m2)表示的A值可由式(11)求出：A=aSv4…(11)式中：a—平均吸声系数（见表1）；Sv一一试验室（墙壁、天棚和地面）的总表面积，m2。罚素衬网Z.ZS
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