3.變壓器噪聲

1、3、變壓器噪聲3.1、基本理論噪聲的定義之一是“令人討厭和不想聽到的聲音”?！奥曇簟笔侵府?dāng)空氣的某一部分向相鄰的基本部分傳遞動(dòng)力時(shí)，空氣受到干擾，從而使空氣運(yùn)動(dòng)而作用在人耳的感覺。振動(dòng)的固體與空氣相接觸，使空氣運(yùn)動(dòng)，此時(shí)空氣中會(huì)出現(xiàn)一種“波”。固體的任何位移都可引起聲音，只要它的強(qiáng)度和頻率能夠讓人耳探測到。任何一種機(jī)械振動(dòng)都可輻射聲音能量。聲功率是噪聲源輻射能量的速率(每單位時(shí)間的能量)。聲強(qiáng)是能量從一個(gè)點(diǎn)位，換言之，從單位面積通過的速

2、率。要想完整地描述這種流動(dòng)速率，就必須包括流動(dòng)的方向。因此，聲強(qiáng)是一個(gè)矢量，聲壓是與聲強(qiáng)等量的標(biāo)量，它僅有量級(jí)沒有方向。普通傳聲器只能測量聲壓，但對(duì)于大多數(shù)變壓器噪聲的測量來說，這已足夠了。聲源輻射能量。人耳聽到的僅僅是聲壓，它由聲源輻射的聲功率引起。人耳聽到或用傳聲器測到的聲壓取決于與聲源的距離和聲波所涉及的地方(或聲音場)。僅僅通過測量聲壓不能定量分析出一種機(jī)械產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度，必須求出聲功率，因?yàn)檫@一參數(shù)或多或少取決于環(huán)境，它是代表

3、聲源“噪聲級(jí)”的獨(dú)特參數(shù)。空氣中聲音的擴(kuò)散好似池塘中的水波。水波紋可向四方均勻擴(kuò)散，離聲源越遠(yuǎn)，聲波的振幅越小。這僅僅指在聲音傳播途徑中沒有障礙物的情況，若在聲音傳播中有障礙物，一部分聲音則會(huì)被“反射”，一部分聲音將會(huì)被“吸收”，其余的聲音將會(huì)通過物體傳播。聲音反射、吸收或傳播的量取決于物體的性質(zhì)、尺寸和聲波的波長。為了能夠預(yù)測或改變單獨(dú)一個(gè)“振動(dòng)機(jī)械”表面的聲壓，需要知道聲功率和它的周圍環(huán)境。變壓器在運(yùn)行中發(fā)出的噪聲是不可避免的。這種

4、噪聲會(huì)使人們?cè)黾訜?，但由于多種原因，這個(gè)問題又難以解決，其主要原因有兩個(gè)：其一，配電變壓器通常要比其他設(shè)備離民宅或辦公場所更近；其二，由于變壓器每天24h連續(xù)運(yùn)行，尤其是在夜間，連續(xù)的噪聲最為突出。因此在處理噪聲問題時(shí)，不僅要考慮設(shè)計(jì)方面的因素，而且噪聲也是一種包括人臆想的主觀現(xiàn)象。3.2、噪聲的主觀性在英國標(biāo)準(zhǔn)BS661(與聲學(xué)有關(guān)的名詞術(shù)語)中，已經(jīng)用標(biāo)準(zhǔn)定義對(duì)噪聲的主觀性進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。即對(duì)于噪聲的接收者而言，噪聲是令人生厭的。因此

5、，可以容易理解為什么人們?cè)谖钑?huì)上感到音樂和喧鬧是一種享受，而當(dāng)人想入睡時(shí)，即使同樣的聲音也會(huì)感到是一種干擾和煩惱。同樣可以說明，為什么把諸如水從水龍頭滴落時(shí)所發(fā)出的聲音也歸為噪聲。特別是間斷的聲音一般比連續(xù)的聲音更加令人煩惱。值得慶幸的是，變壓器噪聲不僅是連續(xù)的，而且絕大部分是屬于中等音頻，對(duì)人的聽覺危害是最小的，不存在固有的有害性，這意味著變壓器噪聲引起人們的煩惱程度大概與變壓器的視在音量有關(guān)，解決這一問題的最好辦法是確定各種型式和規(guī)

6、格的變壓器所發(fā)出的視在響度。3.2.1、噪聲的測量方法噪聲的測量絕不像測量物理量或電氣量那樣簡單。正如給人造成的煩惱那樣，響度在很大程度上取決于入耳聽力特性的主觀感覺，因此，噪聲測量必須以統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)。這方面的研究表明，對(duì)于一個(gè)給定的聲音來說，分配到測量儀器上的平均響度取決于其聲壓和頻率。由于聲壓和聲頻是聲級(jí)計(jì)測量出的主觀特性，所以根據(jù)適當(dāng)?shù)穆暭?jí)計(jì)的讀數(shù)獲得一個(gè)與某一聲音的響度成正比的值。圖10是一臺(tái)聲級(jí)計(jì)。圖11是一臺(tái)性能更加完善的聲級(jí)

7、分析儀。圖12、響應(yīng)曲線等值線羅賓遜和丹森提供圖12中的曲線代表一種純音在自由場狀態(tài)下的響度等值線。這些等值線表明，人耳的平均聽力水平在30Hz時(shí)的78dB、100Hz時(shí)的5ldB、1000Hz時(shí)的40dB、3000Hz時(shí)的34dB、6000Hz時(shí)的40dB、10000Hz時(shí)的47dB純音響度是相等的，因此，在30Hz時(shí)人耳對(duì)聲音的靈敏度要比：1000Hz時(shí)低38dB。任何純音的響度在數(shù)值上近似等于1000Hz頻率下相等響度的額定分貝數(shù)

8、，據(jù)此可以推斷出任何1000Hz頻率下的響度都等于額定的分貝數(shù)，而在其他頻率范圍卻并非如此，正如前面所論述的那樣。3.2.2、確定響度響度等值線表示人耳的靈敏度如何隨頻率變化，但卻并未指出人耳對(duì)聽覺的靈敏度如何隨聲壓級(jí)的變化而變化，因此，響度的標(biāo)度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。任意取這種標(biāo)度的參考點(diǎn)，40方響級(jí)為1宋，即在1000Hz時(shí)為40dB。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，響級(jí)每上升或下降10方，聲音的響度則相應(yīng)加倍或減半(見圖13)。由于響度標(biāo)度是線性的，所以響度為