一种变电站出线电晕放电噪声声功率级的测定方法与流程

1.本发明涉及噪声测量技术领域，具体涉及一种变电站出线电晕放电噪声声功率级的测定方法。


背景技术：

2.变电站/换流站内声源设备众多，其中出线电晕放电噪声的声功率级测量一直是一大难点。由于电晕放电点位置普遍位于高空，受站内电气安全距离的限制很难进行近场测量；而远距离测量时，由于电晕放电噪声总声功率级偏小，很容易受站内其它设备噪声的影响而导致较大的测量误差。
3.虽然采用波束形成算法的传声器阵列技术可以测得电晕放电噪声声功率级，但传声器阵列操作复杂、仪器笨重且价格昂贵，很难应用于全部变电站、换流站的噪声现场测试中。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种变电站出线电晕放电噪声声功率级的测定方法。该方法根据电晕放电点普遍位于高空而站内其它声源设备一般位置较低的特点，借助声强的矢量特性，测量电晕放电点下方区域垂直于地面方向的声强分量，从而达到增加电晕放电噪声对测量结果贡献权重，提高电晕放电噪声声功率级测量准确度的效果。
5.为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：
6.一种变电站出线电晕放电噪声声功率级的测定方法，包括：
7.s1、获取电晕放电点位置和数量；
8.s2、在电晕放电点下方附近区域设置多于电晕放电点数量的测点，在每个测点位置处测量垂直于地面方向的声强级，并测量每个测点与各电晕放电点之间的距离和倾角；
9.s3、根据测得的声强级、距离和倾角，建立公式联立方程组，并使用最小二乘法求解方程组，计算各电晕放电点噪声声功率级。
10.优选的，联立方程组为：
[0011][0012]
式中，n为确定电晕放电点的数量，m为在电晕放电点下方附近区域设置的测点数量，m＞n；wi为第i个电晕放电点噪声声功率；x为除电晕放电噪声外其它噪声源引起的垂直于地面方向的声强贡献；为误差向量；i
vj
为第j个测点处垂直于地面方向的声强分量；a
ij
为方程组系数；i＝1,
…
,n；j＝1,
…
,m；
[0013]
求解方程组获取各电晕放电点噪声声功率后，按下式求得各电晕放电点噪声声功率级：
[0014][0015]
式中，l
wi
为第i个电晕放电点噪声声功率级；w0＝10-12
w为基准声功率。
[0016]
进一步优选的，根据s2中测得的各测点垂直于地面方向声强级，获取各测点处垂直于地面方向的声强分量i
vj
：
[0017][0018]
式中，i0＝10-12
w/m2为基准声强；l
ivj
为第j个测点处垂直于地面方向的声强级；j＝1,
…
,m。
[0019]
进一步优选的，根据s2中测得的每个测点与各电晕放电点之间的距离和倾角，获取方程组系数a
ij
：
[0020][0021]
式中，r
ij
为第i个电晕放电点与第j个测点之间的距离，θ
ij
为第i个电晕放电点与第j个测点之间的倾角；i＝1,
…
,n；j＝1,
…
,m。
[0022]
进一步优选的，使用最小二乘法求解方程组，获取各电晕放电点噪声声功率wi。
[0023]
优选的，获取电晕放电点位置和数量的方法包括紫外检测。
[0024]
优选的，采用声强计测量每个测点位置处垂直于地面方向的声强级。
[0025]
优选的，采用激光测距仪测量每个测点与各电晕放电点之间的距离和倾角。
[0026]
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0027]
与通过电晕放电点附近声压级测试结果计算电晕放电噪声声功率级的方法相比，本发明根据电晕放电点普遍位于高空而站内其它声源设备一般位置较低的特点，借助声强的矢量特性，测量电晕放电点下方区域垂直于地面方向的声强分量，从而达到增加电晕放电噪声对测量结果贡献权重，提高电晕放电噪声声功率级测量准确度的效果。
[0028]
与通过传声器阵列测量电晕放电噪声声功率级的方法相比，本发明简化了测定方法和测试仪器，操作更加便捷，更加适用于变电站、换流站的噪声现场测试。
附图说明
[0029]
图1为本发明中电晕放电点与测点的位置关系图。
[0030]
图2为本发明中测点与电晕放电点之间的距离和倾角示意图。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所获得的所有其他实施例，都属于本发
明保护的范围。但并不作为对本发明限制的依据。
[0032]
本发明提供一种变电站出线电晕放电噪声声功率级的测定方法，首先使用紫外检测等辅助手段确定电晕放电点的数量和位置，在电晕放电点下方附近区域内设置多于电晕放电点数量的测点(见附图1)。在每个测点位置处，使用声强计测量垂直于地面方向上的声强级，并使用激光测距仪测量该测点到每个电晕放电点位置的距离和倾角(见附图2)。由此可以获得关于各电晕放电点声功率的方程组，使用最小二乘法求解方程组即可求得最小误差情况下各电晕放电点所辐射的声功率，进而计算出各电晕放电点噪声的声功率级。
[0033]
声功率级的具体计算原理为：
[0034]
将各电晕放电点视为自由场中无指向性的单极子点声源，则有：
[0035][0036]
式中，n为确定电晕放电点的数量，m为在电晕放电点下方附近区域设置的测点数量，m＞n；wi为第i个电晕放电点噪声声功率；r
ij
为第i个电晕放电点与第j个测点之间的距离；i
ij
为第i个电晕放电点对第j个测点处的声强贡献值；i＝1,
…
,n；j＝1,
…
,m。
[0037]
获取第i个电晕放电点对第j个测点处声强贡献值在垂直于地面方向的分量为：
[0038][0039]
式中，i
vij
为第i个电晕放电点对第j个测点处声强贡献值在垂直于地面方向的分量；θ
ij
为第i个电晕放电点与第j个测点之间的倾角。
[0040]
定义中间变量：
[0041][0042]
则有：
[0043]ivij
＝a
ij
·
wi[0044]
对于电晕放电噪声以外的其它声源设备，由于其声源位置较低，距离测点较远，对测点位置处造成的声强方向接近于水平方向，对垂直于地面方向的声强贡献值较小。假设其它声源设备对m个测点处的声强贡献值在垂直于地面方向的分量均相等(当电晕放电点位置相对集中且距离其它设备声源距离较远时近似成立)，记为x。
[0045]
则第j个测点处垂直于地面方向的声强分量为：
[0046][0047]
其中，x为其它声源对各测点处声强贡献值在垂直于地面方向的分量，nj为第j个测点处的测量误差；i
vj
为第j个测点处垂直于地面方向的声强分量，可以根据s2中的测试结果，由下式计算：
[0048][0049]
其中，l
ivj
为第j个测点处垂直于地面方向的声强级；i0＝10-12
w/m2为基准声强。
[0050]
上式对全部m个测点均成立，联立方程组为：
[0051][0052]
其中，为误差向量；
[0053]
特别的，当其它声源设备对测点处的声强贡献值在垂直于地面方向的分量可以忽略(即x＝0)时，方程组可简化为：
[0054][0055]
使用最小二乘法求解方程组，获取各电晕放电点噪声声功率wi(i＝1,
…
,n)
[0056]
按下式求得各电晕放电点噪声声功率级l
wi
：
[0057][0058]
式中，l
wi
为第i个电晕放电点噪声声功率级；w0＝10-12
w为基准声功率。
[0059]
可选的，采用双传声器探头测量声强时可以选用更加适用于低频段的50mm间隔器。
[0060]
可选的，当测点附近存在硬化地面时，可以使用吸声材料铺设测点附近的地面，以减少地面反射对声强测量的影响。
[0061]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。