Характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов (стр. 7 из 8)
При проведении контрольных испытаний помещение считается пригодным для измерений шума по методу свободного поля, если средний уровень звука увеличивается не менее чем на 5 дБ при уменьшении вдвое расстояния r1от центра источника до точек измерения шума или средний уровень звука уменьшается не менее чем на 4 дБ при удвоении указанного расстояния. В идеальном свободном поле без затухания изменение среднего уровня звука L2при увеличении расстояния до r2=2r1составляет 6 дБ в соответствии с выражением
,где L1— известное значение уровня интенсивности звука на расстоянии r1 от источника.
Измерение шума в свободном поле. Если пол в испытательном помещении обладает хорошим звукопоглощением (коэффициент звукопоглощения не менее 0,8), машину помещают над центром пола на высоте не менее 1 м над полом и не ближе 1,5 м от потолка. В случае звукоотражающего пола (коэффициент звукопоглощения не более 0,05) испытуемую машину располагают на полу или непосредственно над полом вблизи от его центра. Звукоотражающий пол должен простираться во все стороны за измерительную поверхность так, чтобы линейные размеры звукоотражающей плоскости (пола) были больше проекции измерительной поверхности, образованной измерительными линиями (рис. 4.2). Во время измерений корпус шумомера и другие приборы, а также наблюдатель должны находиться на расстоянии не менее 1 м от микрофона.
Точки измерения выбирают на измерительных линиях I и II(см. рис. 8, а, б). При определении размеров lmax, lmin и dне учитывается выходной конец вала, коробка зажимов и другие выступающие детали электрической машины. Для машин горизонтального исполнения измерительная линия I располагается на
Рис. 8. Точки измерения шума на виде спереди (а) и виде сверху (б) испытуемой машины.
высоте оси вращения машины, для машин вертикального исполнения — на половине высоты машины, но не менее 0,25 м для звукоотражающего и 1,0 м для звукопоглощающего пола. Измерительная линия IIво всех случаях должна находиться в вертикальной плоскости, проходящей через ось машины.
При контрольных испытаниях измерения проводят в точках 1, 2, 3, 4, 5 для машин первой группы (с lmax≤l м, а также 1 м≤lmax≤2 м и lmax/lmin<2) и в точках 1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11 для машин второй группы (с lmax ≥2 м, а также 1 м≤lmax≤2 м и lmax/lmin>2).
ГОСТ 16372—84 «Машины электрические вращающиеся. Допустимые уровни шума» регламентирует допустимые уровни шума электрических машин при измерении на расстоянии 1 м от наружного контура машины. Поэтому размер dпри измерениях принимается равным 1 м.
После измерения уровней шума в указанных точках обрабатывают результаты измерений.
Вычисляют1 эквивалентный радиус rs(м) для машин первой ивторой групп соответственно по формулам
и
,где d= 1 м; размеры а, b, с (в метрах) в соответствии с рис. 8.
Определяют площадь эквивалентной сферы и корректированный уровень звуковой мощности по шкале А:
,где La— измеренный средний уровень звука по шкале A, дБ; k— постоянный коэффициент, k=0 и 3 соответственно для звукоотражающего и звукопоглощающего пола, S=2πrs2.
Определяют уровень звуковой мощности в частотных полосах по формуле
,где L— измеренный уровень звукового давления в частотной полосе, дБ.
Вычисляют приведенный уровень звука по шкале Ана опорном радиусе 3 м по формуле
,Измеренные и рассчитанные при испытаниях величины сопоставляются с требованиями по допустимым уровням шума.
Методы оценкивибрации. При оценке вибрации электрических машин основной измеряемой величиной является эффективное значение вибрационной скорости vэф, измеренное в диапазоне от рабочей частоты до 2000 Гц. Для электрических машин с рабочей частотой вращения до 3000 об/мин допускается измерение vэф в диапазоне частот до 1000 Гц.
Определение эффективного значения вибрационной скорости допускается проводить по данным спектрального анализа в указанном диапазоне частот
,где viэф — эффективное значение вибрационной скорости, полученное при спектральном анализе для i-й полосы фильтра, причем первая и п-яполосы должны включать в себя нижнюю и верхнюю границы заданного диапазона частот соответственно.
Напомним, что для оценки вибрации собранных электрических машин устанавливается восемь классов: 0,28; 0,45; 0,70; 1,10; 1,80; 2,80; 4,50; 7,00. Индексы классов соответствуют максимально допустимой для данного класса эффективной вибрационной скорости в мм/с.
При контроле вибрации электрических машин их располагают на упругом основании, причем дополнительная масса упругого основания не должна превышать 10% массы испытуемой машины.
Рис. 9. Точки измерения вибрации в электрических машинах исполнения IP44
Вибродатчики должны жестко крепиться к самой машине или к дополнительной массе. При испытаниях электрическая машина должна иметь такое же положение, как и при нормальной эксплуатации.
Помехи от внешней вибрации в принятых точках измерения (рис. 9) не должны превышать 25% нормируемой величины vэф.доп, а при измерении уровня вибраций в децибелах —8—10 дБ соответственно.
При периодических и типовых испытаниях вибрацию необходимо измерять на подшипниковых щитах по вертикальной и горизонтальной осям, а также в направлении оси вращения, как можно ближе к последней. Кроме того, измеряется вибрация на лапах или на фланце машины в направлении, перпендикулярном опорной поверхности, в точках, находящихся вблизи мест крепления. Рекомендуемые точки измерения вибрации и ее направления приведены на рис. 9.
Допустимые значения среднего уровня звука и методы его измерения при промышленных испытаниях изложены в ГОСТ 12.2.024 — 76. Этот стандарт распространяется на силовые масля ные трансформаторы общего назначения мощностью от 100 кВА и выше и напряжением до 750 кВ включительно. По заказу потреби теля трансформаторы должны изготавливаться мощностью 16.. 200 MB-А с уровнем звука, пониженным не менее чем на 10 дБ по сравнению с указанным в стандарте.
Как правило, при испытаниях трансформаторов заглушённые камеры не используются. Поэтому для проведения испытаний необходимо выбирать время суток, когда внешние шумы минимальны. Кроме того, можно использовать передвижные звукопоглащающие стены, играющие роль экранов, поскольку главной излучающей шум поверхностью трансформатора является вертикальная. Стены устанавливаются с той стороны, с которой производятся измерения.
Во время измерений необходимо, чтобы вибрации не передавались от трансформатора полу, а возможные акустические отражающие поверхности находились не ближе 3 м от точек измерения. При проведении испытаний следует исключить влияние внешних электромагнитных полей на результаты измерений. Поэтому при испытаниях рекомендуется применять конденсаторные микрофоны.
11. Защита персонала от шума и вибрации
Задачей защиты человека от окружающих вредных производственных факторов (ОВПФ) является снижение уровня вредных факторов до уровней, не превышающих ПДУ (ПДК), и риска появления опасных факторов до величин приемлемого риска.
Основным и наиболее перспективным методом зашиты является совершенствование конструкций машин и технологических процессов, их замена на более современные и прогрессивные, обладающие минимальным уровнем опасности, выделения вредных веществ, излучений.
Если же исключить наличие ОВПФ при работе нельзя, используют следующие приемы защиты:
• удаление человека на максимально возможное расстояние от источника ОВПФ;
•уменьшение времени пребывания в зоне ОВПФ;
• применение средств индивидуальной защиты.
Защита от вибрации
Амплитуда скорости вибрации (виброскорости) vmможет быть определена по формуле
,где Fm – амплитуда возмущения виброскорости, Н; μ – коэффициент сопротивления, Н∙с/м; f – частота вибрации, Гц; m – масса системы, кг; с - коэффициент жесткости системы, Н/м.
На основании анализа формулы можно сделать следующие выводы: для уменьшения виброскорости vmнеобходимо снижать силу Fm(снижать виброактивность машины) и увеличивать знаменатель, а именно – повышать сопротивление системы μ и не допускать, чтобы 2πf = с/2πf. При равенстве эти членов наступает явление резонанса, и уровень вибрации резко возрастает.