GB∕T 28543-2021 电力电容器噪声测量方法.pdf

ICS 31.060.70 CCS K 42 中华人民共和国国家标准G/T 28543-2021 代替GB/T28543-2012 电力电容器噪声测量方法2021-05-21发布Noise measuremeot method 00 power capacitors 国家市场监督管理总局J.g.-r.-国家标准化管理委员会保W2021-12-01实施GB/T 28543-2021 目次前言II 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义4 噪声测量45 试验报告6附录A(规范性)电力电容器噪声测量面上的传声器布置8附录B(资料性)电力电容器噪声测试范例附录c(资料性)电力电容器噪声测试报告典型格式11参考文献. . . . . . . . . . . . . 14 GB/T 28543-2021 目。本文件按照GB/T1.1-2020(标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件代替GB/T28543-2012(电力电容器噪声测量方法)，与GB/T28543-2012相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下:修改了适用范围(见第1章，2012年版的第1章); 一一更新了规范性引用文件(见第2章，2012年版的第2章); 一一增加了术语基准声压测量面A计权声压级和表现指向性指数删除了术语和定义测量轮廓线川测量表面基波电源及其定义(见第3章，见2012年版的第3章); 修改了电容器电源注人要求，删除了电流注入值的规定(见4.1.1，2012年版的4.1.1); 增加了产品布置及测量条件(见4.4); 一一修改了测点布局以及布局规则(见4.5，2012年版的4.5); 增加了规范性附录A电力电容器噪声测量面上的传声器布置(见附录A); 增加了资料性附录B电力电容器噪声测试范例(见附录B); 一一增加了参考文献(见参考文献)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国电力电容器标准化技术委员会(SAC/TC45)归口o本文件起草单位:中国电力科学研究院有限公司、西安高压电器研究院有限责任公司、南方电网科学研究院有限责任公司、西安交通大学、桂林电力电容器有限责任公司、无锡赛晶电力电容器有限公司、上海思源电力电容器有限公司、国网直流建设公司、广东丰明电子科技有限公司、国网北京经济技术研究院有限公司、合容电气股份有限公司、西安ABB电力电容器有限公司、国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司新东北电气集团电力电容器有限公司、西安西电电力电容器有限责任公司、日新电机(元锡)有限公司、无锡震瑞新能源科技有限公司、正泰电气股份有限公司、上海永锦电气集团有限公司、安徽铜峰电子股份有限公司、厦门法拉电子股份有限公司、安徽飞达电气科技有限公司、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、合肥华威自动化有限公司、绍兴市上虞电力电容器有限公司、安徽源光电器有限公司、佛山市欣源电子股份有限公司、西安华超电力集团有限公司。本文件主要起草人:倪学锋、林浩、贺满潮、严飞、盖斌、赵鑫、张祖安、祝令瑜、田恩、文、孙梅、李金宇、黄莹、冯春林、陆杰频、郭庆文、吴方劫、王耀、左强林、雷乔舒、杨晓良、陈晓宇、姚一峰、杨曙彦、陈力、郑劲、郝致远、李大燕、石彬、姚成、付忠星、赵卫锋、黄云借、黄顺达、王栋、刘菁、胡忠胜、秦少瑞、江钧祥、柴迪运、陈柏富、薛泽峰、巨新灵、王占东。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:一-2012年首次发布为GB/T28543-2012; 一-本次为第一次修订。I GB/T 28543-2021 电力电容器噪声测量方法1 范围本文件描述了电力电容器单元的声压级测量方法，并以此来确定电力电容器单元的声功率级。本文件适用于标称电压1000 V及以上、频率为50Hz或60Hz的交流电力系统用并联电容器单元、交流滤波电容器单元、直流滤波电容器单元。其他电力电容器单元参照执行。本文件不适用于本体高度小于0.8m的电容器。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/丁2900.16-1996电工术语电力电容器GB/丁3241电声学倍频程和分数倍频程滤波器GB/丁3767-2016声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工程法GB/丁3785.1-2010电声学声级计第1部分:规范GB/丁3947-1996声学名词术语3 术语和定义GB/丁2900.16-1996、GB/T3767-2016和GB/T3947-1996界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 3.2 噪声noise 断续或统计上随机的不需要的声音。注:在本文件中专指人耳可昕声音范罔。来源:GB/T3947-1996，2.11，有修改声压sound pressure P 有声波时伞，媒质中的压力与静压的差值。注1:一般使用时，声压是有效声压的简称，单位为帕斯卡CPa)。有效声压是在一段时间内瞬时声压的方均根值，这段时间宜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宜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j菜等。来源:GB/T3947-1996,2.21J GB/T 28543-2021 3.3 3.4 3.5 3.6 2 基准声压reference sound pressure 户。按照惯例选定的声压。注:对气体为20Pa，对液体和固体为1Pa。声压级sound pressure level 声压户的平方与基准声压户口的平方之比，取以10为底的对数的10倍。式中:户。基准声压，户。=20Pa。L户=附主1/0 ( 1 ) 注1:如果GB/T3785.1-2010中规定了频率和时间计权或特定频带，则用适当的下标表示，例如LA表示A计权声压级;注2:L通常单位为分贝(dB)。来源:GB/ T 3767-2016，3.2，有修改声功率sound power w 单位时间内通过某一面积的声能。注1:单位为瓦(W)。注2:声波为纵波时，声功率用公式(2)表示:W=(l川j叫:.U o dt 式中: 瞬时声压，单位为帕CPa); U o 瞬时质点速度在面积S法线方向刀的分量，单位为米每秒Cm/ s) ; S 面积，单位为平方米Cm2); t 时间，单位为秒Cs) ; T 周期的整数惰，或长到不影响计算结果的时间，单位 为秒Cs)。注3:在自由平面波或球面波上，通过面积S的平均声功率(时间平均)用公式(3)表示:W=2 5 cos8/. C 式中:2 有效声压平方的时间平均，单位为二次方帕CPa2); p 媒质密度，单位为千克每立方米Ckg/m3); 声速，单位为米每秒Cm/s); 。一一面积S的法线与波阵面外法线方向所成的角度。来源:GB/ T 3947-1996，2.30，有修改声功率级sound power level Lw 声功率与基准声功率之比的以10为底的对数。注1:单位为贝尔CB)。但通常用分贝CdB)为单位，基准声功率需要指明。注2:基准声功率为1pW。( 2 ) C 3 ) GB/T 28543-2021 来源:GB/T3947- 1996,2.49J 3.7 基准发射面datum radiating surface 围绕试品的假想表面，认为声音是从该面发出来的。通常是由电容器12条边(包含套管)所构成的长方体的各面组成。3.8 测量面measurement surface S 电力电容器基准发射面构成的长方体(包括套管)各面分别沿各自法线方向向外平移0.3m所构成的一个更大的长方体表面。3.9 3.10 3. 11 3.12 背景噪声background noise L户来自被测噪声源、以外的其他声源的所有噪声。洼:背景噪声包括空气噪声、结构振动噪声和仪器中的电噪声。来源:GB/T 3767- 2016, 3.15J 合成声压级synthesis of sound pressure level 两个以上声源产生的声压级在声场中某点的叠加值。A计权声压级A-weighted sound pressure level LA 用A十权网络测得的声压级。注:单位为分贝dB(A)。来源:GB 12348-2008，3.2，有修改表观指向性指数apparent directivity index Dij 被测声源在第i个传声器位置方向辐射的声音相对于测量面的声辐射平均值相差程度的度量。注1:表观指向性指数用公式(4)表示:Dti Lpi(ST)一Lp(ST) -K 1 ( 4 ) 式中:Li(ST)一一被测声源运行时，在测量面上第i个传声器位置经背景噪声修正后的时间平均(或单次事件时间积分)声压级，单位为分贝(dB)表示;L(ST)一一被测声源运行时，在测量面上所有传声器位置的时间平均(或单次事件时间积分)声压级的平均值，单位为分贝(dB); K l 背景噪声修正值，单位为分贝(dB)。注2:表观指向性指数用分贝(dB)表示。洼3:表现指向性指数由经过背景噪声修正的被测声源的声压级确定，但是声学环境的影响没有修正。来源、:GB/T3767二2016，3.2 4J3.13 滤波电容器filter capacitor 与其他配件，例如电抗器和电阻连接在一起，对一种或多种谐波电流提供一低阻抗通道的电容器单元。3 GB/T 28543-2021 来源:GB/ T 20993-2012,3.1. 7J 4 躁声测量4.1 原理测量电力电容器单元噪声时，采用长方体表面作为测量面(见3.8)，将测量面的6个面细分为等尺寸的矩形分面元进行传声器的布置。由各传声器测得的A计权声压级来计算电容器单元的平均A计权声压级，并以此来计算获得电容器单元的声功率。测量时所注人的试验电流按运行时流过电容器单元的基波电流和多种频率的谐波电流叠加而成，使电容器单元噪声试验的噪声源与真实条件基本一致。4.2 电容器电源注入要求4.2.1 试验电流初相位要求试验时所施加的基波及谐波电流正弦初始相位差宜控制为0。4.2.2 并联电容器电源注入要求并联电容器最大允许注入电流约定为:基波电流不大于1.lIN(IN为电容器额定电流)。谐波电流按直流换流站中并联电容器的噪声计算谐波电流中的各次谐波进行选取，基波与谐波电流的合成电流不大于1.301N。4.2.3 交流滤波电容器电源注入要求交流滤波电容器的注人电流按基波电流叠加谐波电流进行加载，谐波电流按直流换流站中滤波器的噪声计算谐波电流中的主谐波或各次谐波选取。4.2.4 直流滤波电容器电源注入要求谐波电流按直流换流站中直流滤波器的噪声计算谐波电流中的各次谐波进行选取，同时施加电容器单元最大持续直流运行电压。注:电容器单元施加最大持续直流运行电Fk时，不考虑直流电压分布不均匀系数的影响。4.3 测量环境电力电容器单元的噪声测量宜在消声室或背景噪声不大于30dB(A)、测量时不会产生影响测量结果的声波折反射的环境中进行。噪声测量前后，宜在启动试验电源，且不加载负载的条件下测量每个测点的背景噪声，前后的背景噪声平均声压级之差宜不超过3dB。背景A计权声压级较电力电容器单元在规定试验条件下测量的A汁权声压级宜小10dB(A)，当不能满足此规定时，至少宜满足4.7.2的规定。4.4 基本测量设备测量声压级时，宜使用符合GB/T3785.1-2010的1级声级计，并接GB/T3767-2016进行校准。倍频程或1/3倍频程滤波器宜符合GB/丁3241的要求。4.5 试品布置进行电力电容器噪声测量时宜采用基本不影响电容器噪声的产生和传播的固定方式，一般按电容器实际安装姿态，采用安装架结构固定，试品距地面距离宜不小于0.8m。4 GB/T 28543-2021 4.6 传声器布置传声器测点宜位于测量面上。传声器的数量和位置取决于电容器的尺寸(l1、l2和l3)和测量距离(d)。传声器数量和位置的布置方法按照附录A执行。如果以下至少有一种情况出现，则宜使用附加传声器位置做进一步测量:a) 测量的A计权声压级的变化范围(即最高声压级和最低声压级的分贝差)超过测量点的数目;b) 被测噪声源发射噪声的A计权表观指向性指数在任意方向上超过5dB。附加传声器位置按GB/T3767-2016中附录C的方法布置。4.7 声压级测量4.7.1 概述测量宜在背景噪声值近似恒定时进行。在即将对试品进行声压级测量前，宜先测出背景噪声的A计权声压级。测量背景噪声时，传声器所处的位置宜与测量试品噪声时其所处的位置相同。当测点总数超过10个时，可在试品周围呈均匀分布的10个测量点上测量背景噪声。对于每一测点上的A计权声压级都宜予以记录，宜使用仪器的快速响宜指示，以便确认和避免由于暂态背景噪声而引起的测量误差。测量完毕后宜立即重复测量背景噪声。在每次测量前、后，宜使用传声器准确度不低于:!:0.3dB(按GB/T3785.1-2010规定1级)的声校准器校准，如果前后校准变化超过0.3dB，则本次测量结果无效，宜重新进行测量。电力电容器噪声测试示例见附录B。4.7.2 平均声压级计算平均A计权声压级L户AO宜由各测点测得的A计权声压级L川t按公式(5)计算:Lp二;二盹GpoolhA). ( 5 ) 式中:N 试品声压级测点总数。背景噪声的平均A汁权声压级L川宜根据试验前、后的各测量值分别按公式(6)计算:LbPA = 101g(古ZIVlLbPA)( 6 ) 式中:M 一一背景声压级测点总数;L户Ai各测点上测得的背景噪声A计权声压级。如果试验前、后背景的平均声压级LbPA之差大于3dB，且较高者与未修正的平均A计权声压级L户的之差小于8dB，则本次测量无效，宜重新进行试验。但是，当未修正的平均A计权声压级小于保证值时，宜认为试品符合声级保证值的要求，这种情况宜在试验报告中予以记录。如果这两个背景噪声平均A计权声压级L户A中的较高者，与未修正的平均A计权声压级L户AO之差小于3dB，则本次测量无效，宜重新进行试验。但是，当未修正的平均A计权声压级小于保证值时伞，宜认为试品符合声级保证值的要求，这种情况宜在试验报告中予以记录。当背景A计权声压级中的较高者与合成声压级之差小于3dB时，宜考虑用其他的测量方法进行5 GB/T 28543-2021 测量。虽然标准允许试品与背景的合成声压级同背景声压级之间有 小的差值，但仍需尽量使其差值不小于6dB，当确实小于6dB，而又大于3dB时，宜按公式(7)进行修正。L卢八=101g(100.1Lp八0_100.1L忡八). ( 7 ) 式中:Lb川一一两个计算出的背景噪声平均A计权声压级中的较小者;L卢A一一进行背景修正后的合成A计权声压级。上述要求及试验接受准则见表1。表1试验接受准则单位为分贝LpAO与较高的LA之差试验前的LPA与试验后的LbPA之差结论二三8接受 8 3 接受 3 重新试验 3 重新试验如果LAO小于要求值，则宜认为试品声级符合要求，可无需重新试验，此情况宜在试验报告中予以记录。4.8 声功率级计算试品的A计权声功率级LWA宜由修正的平均A计权声压级按公式(8)计算:LWA =LPA +盹二式中:S。一一基准表面积，50=1，单位为平方米(m2); S 测量面的面积，单位为平方米(m勺，按公式(9)计算:5 = 2(ab十ac十bd式中:一一测量面构成的长方体的长，单位为米(m); b一一测量面构成的长方体的宽，单位为米(m); C一一测量面构成的长方体的高，单位为米(m)。5 试验报告试验报告宜包括下列信息:a) 制造单位名称及制造时间;b) 试验日期和地点;c) 依据的测量标准编号;d) 试验电路原理图;. ( 8 ) ( 9 ) e) 有关产品的型号、出厂序列号、额定容量、额定电流、额定电压、额定频率、额定电容、外壳尺寸;f) 消声室的内部尺寸、试品的安装位置和安装方式;g) 测点总数和布置方式(附图说明); 6 GB/T 28543-2021 h) 测量面总面积的计算值;i) 噪声测量设备型号、出厂序号、准确度等主要参数及校准情况;j) 试验条件，包括试品的基波电压、基波电流、谐波频率、谐波电压及谐波电流等;k) 试验前、后各测点上的A计权背景噪声声压级和试验前、后各测点上的A计权背景噪声平均声压级的计算值;1) 各测点的A计权声压级及试品未经修正的平均A计权声压级的计算值;m)说明是否需要进行背景、环境和气压修正，需要修正地给出修正后的平均A计权声压级;n) 试品声功率级的计算结果;。)参与试验的人员名单;p) 试验负责人的签名。附录C列出了电容器噪声测试报告的典型格式。7 GB/T 28543-2021 附录A(规范性)电力电容器躁声测量面上的传声器布置将测量面的6个面细分为等尺寸的矩形分面元，分面元的最大边长不大于3d，d为测量距离0.3 m(见图A.D。在图A.l中，传声器的位置为每个分面元的中心和分面元的每个角。用这种方法获得电力电容器噪声测量面上的传声器位置(见图A.2)。标引序号说明:一一传声器位置;d 一一测量距离，单位为米(m)。图A.1矩形分面元上传声器位置标引序号说明:一一传声器位置;d 测量距离，单位为米(m); L I 电容器(含套管)长度，单位为米(m); L 2一一电容器本体宽度，单位为米(m); L3 电容器本体高度，单位为米(m); 电容器本体尺寸2dll:;二7d ，l2三三d, l3运2d。图A.2电力电容器的测量面及传声器位置示例8 GB/T 28543-2021 附录B(资料性)电力电容器躁声测试范例B.1 试验回路构成若试品为交流滤波和并联电容器，可采用如图B.l所示的试验回路。按4.2.2和4.2.3规定谐波电源输出基波及设定频率的谐波电流，由变压器加载到被试电容器单元上，根据电源容量的情况，可采用并联电抗器对特定频率(通常为工频)的加载进行补偿。励磁变压器电容器试口图B.1交流滤波及并联电力电容器噪声测量试验回路原理图若试品为直流滤波电容器，可采用如图B.2所示的试验回路。接4.2.4规定谐波电源输出设定频率的谐波电流，由变压器加载到被试电容器单元上。同时通过直流电源施加所需的直流试验电压。励磁变压器隔直电容限流电阻源也流直+、图B.2直流滤波电容器噪声测量试验回路原理图B.2 试晶安装、噪声测量面及测点布置试品安装按4.4要求进行。电容器单元噪声测量面由六个测量平面构成，各测量平面与电容器单元的基准发射面平行，垂直距离为0.3m，测量平面共同组成平行六面体形状。按附录A确定传声器位置:a) 分别将测量面中的测量平面划分为一个或多个矩形分面元，并保证矩形分面元的长边小于或等于3d，即0.9m; b) 在每个矩形分面元的中心点布置一个传声器。若将每个测量平面作为一个矩形分面元，测点布置如图B.3。若将每个测量面划分为多个分面元，测点布置如图A.2。9 GB/T 28543-2021 图8.3测点布置示例8.3 试验步骤试验分为以下三个步骤:a) 环境测量:试验前后在启动试验回路电源但未升压状态下，测量各传声器位置的背景噪声。背景噪声的要求满足4.2的要求。10 b) 试品声压级测量:对电容器单元加载预设频率、幅值的电流和电压，并保持3min进入稳定状态，测量试品个测点位置的噪声。按照4.7.2中的公式(5)和公式(6)分别计算试品噪声平均声压级和背景噪声的平均声压级。试验结果宜满足4.7.2表1的试验接收准则。c) 声功率级计算:依据测得试品噪声平均声压级以及测量面尺寸，按照4.8中公式(8)和公式(9)计算电容器单元的声功率级。附录C(资料性)电力电容器噪声测试报告典型格式C.1 试品基本情况试品宜包含下列信息:型号;一一编号;制造单位;一制造时间;一一额定频率(滤波电容器宜包括基波和谐波频率); -一额定电压(滤波电容器宜包括工频电压和谐波电压); 额定电流(滤波电容器宜包括工频电流和谐波电流); 本体尺寸(包括套管、不包括吊攀); 一一安装方式。C.2 声级计参数声级计宜包含下列信息:一一型号;一一编号;一一制造单位;传声器型号及声校准器型号;一一准确度;一一校准情况;其他说明。C.3 试验参数配置试验参数宜包含下列信息:试验电路原理图(附图说明); 一一试验电路各设备型号参数;一一消声室净空尺寸;传声器、试品布置方式(附录A的图A.2); 测量面的长、宽、高尺寸;一一测量面面积;试品所加的电源情况(见表c.1)。GB/T 28543-2021 11 GB/T 28543-2021 表C.1试晶所加电源、情况试验次数电源频率电压电流Hz kV A 50 Hz 1 . 合成值. C.4 噪声测量数据试验中所记录的各测点背景A计权声压级和A:十权声压级表分别记人表C.2和表C.3。表C.2备测点背景A计权声压级数据单位为分贝测点位置试验开始时试验结束时l 2 3 4 5 6 7 8 . 试验前背景噪声平均A计权声压级试验后背景噪声平均A计权声压级表C.3备测点A计权声压级数据单位为分贝测点位置A计权声压级l 2 3 4 5 6 7 12 GB/T 28543-2021 表C.3各测点A计权声压级数据(续)单位为分贝泪IJ点位置A计权声压级8 . 平均A叶权声压级平均A计权声压级与较高的背景A计权声压级之差修正后的平均A计权声压级计算的A十权声功率级C.5 测试环境的气象条件括包件条象度气湿压境度对气环温相大附丁一C.6 测量人员及时间括包自且可时员及人员验字期人试签日帽一一一13 GB/T 28543-2021 参考文献lJ GB/T 3222.1-2006声学环境噪声的描述、测量与评价第1部分:基本参量与评价方法2J GB/ T 6882- 2016 声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级消声室和半消声室精密法3J GB 12348- 2008 工业企业厂界环境噪声排放标准4J GB/ T 20993- 2012 高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器14