변압기 소음

정의와 핵심 키워드

변압기 소음은 철심의 자왜와 권선의 전자력 등으로 생기는 기계 진동이 소리로 전달되는 현상이다.

쉽게 말해 철심이 교류 자속에 따라 늘었다 줄었다 하며 떨리는 것이 소음의 출발점이다.

시험에서는 자기변형, 전자력, 공기전달음, 고체전달음 같은 키워드를 함께 떠올려야 한다.

발생 원리와 2배 주파수

철심은 교번 자속에 따라 강판이 늘었다 줄었다 하는 자왜 현상을 일으킨다.

한 주기 동안 두 번 늘고 줄기 때문에 진동은 전원 주파수의 두 배 주기로 생긴다.

그래서 60Hz 계통에서는 120Hz 성분이 크게 들리며, 이것이 변압기 특유의 웅웅거림이다.

전원 주파수와 2고조파 성분을 혼동하면 대책 위치를 잘못 잡는다.

발생원 세 곳

변압기 소음은 철심, 권선, 보조기기 세 곳에서 주로 생긴다.

철심은 자왜, 권선은 전자력, 적층 이음부는 맥스웰 힘이 진동을 만든다.

보조기기인 냉각팬과 펌프는 회전체의 불평형과 공진에 의한 진동을 만든다.

그래서 발생원마다 대책의 방향이 다르며, 원인을 나눠 적어야 한다.

음압 레벨과 저감량

음압 레벨은 음압 실효값과 기준 음압의 비를 로그로 나타낸 값이다.

기준 음압은 공기 중에서 20 µPa이며, 음압이 두 배가 되면 레벨은 약 6 dB 증가한다.

예를 들어 원 소음이 65 dB이고 목표가 55 dB이면 필요한 저감량은 10 dB이다.

저감량은 두 레벨의 차이로 구하며, 단위는 dB이다.

음원대책과 전달방지대책

대책은 크게 음원대책과 전달방지대책으로 나뉜다.

음원대책은 발생 자체를 줄여 근본적이지만, 재료비와 설계 제약이 크다.

전달방지대책은 설치가 간편하지만 발생원을 줄이지는 못한다.

고체전달음은 방진, 공기전달음은 차음과 방음으로 막는다.

정답은 방진 대책이다. 방진장치로 고체전달음을 줄인다.

정리

정리하면 변압기 소음은 철심 자왜, 권선 전자력, 보조기기 진동이 원인이다.

철심 소음은 전원 주파수의 두 배 성분이 중심이며, 무부하에서도 발생한다.

대책은 음원과 전달경로를 함께 보고, 측정으로 효과를 검증해야 한다.

음압레벨은 공기 중 기준 음압 20 µPa을 기준으로 dB 단위로 쓴다.