声强法在变电站变压器声功率测试中的应用

    随着电网建设的发展，变电站的噪声越来越受公众的关注，由此引起的纠纷和投诉也越来越多。准确地测量器声功率值，直接关系到变电站噪声影响的预测、评估的准确性和噪声控制设计。传统的声功率级测量主要采用声压测试法和声功率测试法，前者受周围环境的影响较大，后者需要特殊的声环境，均不利于变压器声强级的现场测试。文中提出采用声强测试法测试声强级，再通过计算得出声功率级。经现场应用证明，与传统测试方法相比，该方法适用于变压器的声功率值的现场快速测定。

    1 声强法测试声功率的基本原理

    在声场中某一点上，与指定方向垂直的单位面积上单位时间内通过的平均声能为声强〔1〕，单位为 W/m2，即:

    在偏离被测物包络面法线方向 ω 角度时声强为:

    声强测量采用双传声器方法，利用声压梯度变化来近似求得质点振动速度 u2( t)〔1〕:

    其中 I0是基准声强 ( I0= 1 ×10－12W / m2) ，是与单位法向矢量 n 定义的测量表面垂直的声分量。

    局部声功率〔2〕:

Wi= InigSi( 7)

    声功率级 LW〔2〕:

LW( dB) = 10lg［|W| /W0］ ( 8)

    其中 W0为基准声功率 ( 10－12W)从公式 ( 7) ，( 8) 可得在自由声场中:

LW= LI+10lgS ( 9)

    现场采集的是声强级 LIi频谱数据，那么得到的声功率 LWi也是频谱，如要计算总的声功率，把所有频率能量叠加。声强和声功率级能量叠加公式:

    3 现场监测

    采用如下测试设备: 北京某公司生产的声强测试系统，包括 MC3022 型两通道数据采集仪、SI512型声强探头、MA221 前置放大器、Ⅰ型 MP231 声强测试传声器。两对置传声器间可配置 8. 5，12，50mm 的间隔各 1 个，分别对应 250 ～ 5 000 Hz，160 ～5 000 Hz，63 ～ 1 250 Hz 频率测试范围; 杭州某公司产 AWA6270+噪声频谱测试仪，Ⅰ级; 美国某公司200LR 型手持式激光测距仪、AWA6221 型声校准器、TEST0435 型数字风速仪。

    3. 1 监测布点

    ( 1) 声功率测试

    为保证人身安全，测试时必须和带电设备保持足够的安全距离，因此不可能对变压器进行不同度 的 声 强 测 试， 结 合 GB/T 16404. 1－1996，GB / T 1094. 10－2003 这 2 个标准，在变压器四周的包络面 1/2 高度处的轮廓线上均匀布点，相当于把被测设备的包络面划分为 N ( N 为测点数) 个相等的面元，分别进行声强测试。

    ( 2) 声压级测试

    主变 压 器 噪 声 布 点，参 考 GB/T1094. 10 －2003，在主变压器轮廓线上均匀布点〔3〕。

    3. 2 监测方法

    ( 1) 测试前对声强探头上的各传声器进行校准，若连接声强探头带联络线的，要对该探头带线一起分别对 1，2 通道进行校准。