IEC 60076-10-1:2005

Power transformers - Part 10-1: Determination of sound levels - Application guide

Provides supporting information to help both manufacturers and purchasers apply the measurement techniques described in IEC 60076-10. Describes the sources and characteristics of transformer and reactor sound, provides practical guidance on making measurements, and discusses factors that may influence the accuracy of the methods. Is applicable to transformers and reactors together with their associated cooling auxiliaries.

Transformateurs de puissance - Partie 10-1: Détermination des niveaux de bruit - Guide d'application

Fournit un support d'information pour aider aussi bien les constructeurs que les acheteurs à appliquer les techniques de mesure décrites dans la CEI 60076-10. Décrit les sources et les caractéristiques du bruit du transformateur et de la bobine d'inductance. Fournit un guide pratique pour réaliser les mesures, et examine les facteurs qui peuvent influencer la précision des méthodes. Est applicable aux transformateurs et aux bobines d'inductance ainsi qu'à leurs auxiliaires de refroidissement associés.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 16-Oct-2005
• ICS: 29.180 - Transformers. Reactors
• Technical Committee: TC 14 - Power transformers
• Drafting Committee: WG 25 - TC 14/WG 25
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Completion Date: 24-Mar-2016

Relations

• Revised: IEC 60076-10-1:2016 - Power transformers - Part 10-1: Determination of sound levels - Application guide
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL IEC
STANDARD 60076-10-1
First edition
2005-10
Power transformers –
Part 10-1:
Determination of sound levels –
Application guide
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Reference number
Publication numbering
As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the
60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Consolidated editions
The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example,
edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the
base publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating
amendments 1 and 2.
Further information on IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC,
thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to
this publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of
publications (see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda.
Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken
by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list
of publications issued, is also available from the following:
• IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue of IEC publications
The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to
search by a variety of criteria including text searches, technical committees
and date of publication. On-line information is also available on recently issued
publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda.
• IEC Just Published
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below) for further information.
• Customer Service Centre
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Power transformers –
Part 10-1:
Determination of sound levels –
Application guide
 IEC 2005 Copyright - all rights reserved
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including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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60076-10-1  IEC:2005 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7
1 Scope.11
2 Normative references .11
3 Basic physics of sound .11
3.1 Sound pressure, p .11
3.2 Particle velocity, u .13
3.3 Sound intensity, I .13
3.4 Sound power, W .13
3.5 Sound fields .15
4 Sources and characteristics of transformer and reactor sound.17
4.1 General .17
4.2 Sources.17
4.3 Vibration transmission .27
4.4 Sound radiation .29
5 Measuring principles .29
5.1 General .29
5.2 Sound pressure level measurement.31
5.3 Sound intensity measurements.31
5.4 Guidance on narrow-band measurements.33
6 Comparison of measuring methods.39
6.1 General .39
6.2 Sensitivity of the sound pressure method to the test environment.41
6.3 Sensitivity of the sound intensity method to test environment .43
6.4 Guidance on method selection .47
7 Practical aspects of making sound measurements.47
7.1 General .47
7.2 Orientation of the test object .47
7.3 Number of measurement points on a measuring surface.47
7.4 Choice of microphone spacer for sound intensity measurements .49
7.5 Impact of background noise on sound intensity measurements.51
7.6 Measurements in the presence of sound-proofing screens .53
8 Difference between factory tests and field sound level measurements .53
8.1 General .53
8.2 Load power factor .53
8.3 Load current.55
8.4 Operating voltage.55
8.5 Operating temperature .55
8.6 Harmonics in the load current and voltage.57
8.7 DC magnetization.57
8.8 Effect of remanent flux .57
8.9 Sound level build-up due to reflections .57
8.10 Influence of distance when making on-site measurements.59
8.11 Converter transformers with saturable reactors and/or interphase
transformers.59

60076-10-1  IEC:2005 – 5 –
9 Specifying transformer and reactor sound levels.61
9.1 General .61
9.2 Guarantee sound levels.61
9.3 Choice of test method .63
9.4 Load conditions .65
9.5 Auxiliary cooling equipment.67
9.6 Voltage regulation .67
9.7 On-site operating conditions.67
9.8 Example noise specification for power transformer and cooling auxiliaries
(see Annex A) .67
9.9 Example noise specification for a distribution transformer (see Annex B) .69

Annex A (informative) Worked example: Power transformer with cooling auxiliaries
mounted on a separate structure >3 m from the principal radiating surface of the
transformer – Sound power level determined via sound pressure method .71
Annex B (informative) Worked example: Distribution transformer, sound power
determined via time-synchronous sound intensity method.91

Figure 1 – Example curves showing relative change in length for one type of core
lamination during complete cycles of applied 50 Hz a.c. induction up to different peak
flux densities B = 1,2 T – 1,9 T.19
max
Figure 2 – Induction (smooth line) and relative change in lamination length (dotted) as
a function of time due to applied a.c. induction: 1,8 T, 50 Hz – no d.c. bias.21
Figure 3 – Example curve showing relative change in lamination length during one
complete cycle of applied a.c. induction with a small d.c. bias: 1,8 T, 50 Hz and
0,1 T, 0 Hz.21
Figure 4 – Induction (smooth line) and relative change in lamination length (dotted) as
a function of time due to applied a.c. induction with a small d.c. bias: 1,8 T, 50 Hz and
0,1 T, 0 Hz.23
Figure 5 – Sound level increase with d.c. current in the windings.23
Figure 6 – Typical load current sound spectrum measured under short-circuit
conditions .25
Figure 7 – Microphone arrangement .33
Figure 8 – Test environment .41
Figure 9 – Distribution of disturbances to sound pressure in the test environment.43
Figure 10 – Sketch of dry-type transformer showing measurement points .49
Figure 11 – Illustration of background sound passing through test area and sound
radiated from the test object. Microphone pair positions indicated by open
(microphone A) and full (microphone B) circles .51

Table 1 – Values of A-weighting as a function of frequency.37

60076-10-1  IEC:2005 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
POWER TRANSFORMERS –
Part 10-1: Determination of sound levels –
Application guide
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the late
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Première édition
2005-10
Transformateurs de puissance –
Partie 10-1:
Détermination des niveaux de bruit –
Guide d’application
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bilingue dont les pages anglaises ont été supprimées.
Les numéros de page manquants sont ceux des pages
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Numéro de référence
CEI 60076-10-1:2005(F)
Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de
60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.
Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les
amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2
indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant
l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2
Informations supplémentaires sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI
afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
liste des publications parues, sont également disponibles par l’intermédiaire de:
• Site web de la CEI (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/searchpub) vous permet
de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des
recherches textuelles, par comité d’études ou date de publication. Des informations
en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications
remplacées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published
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Service client (voir ci-dessous) pour plus d’informations.
• Service clients
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Transformateurs de puissance –
Partie 10-1:
Détermination des niveaux de bruit –
Guide d’application
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procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
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– 2 – 60076-10-1  CEI:2005
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6
1 Domaine d'application .10
2 Références normatives.10
3 Physiques de base du bruit sonore.10
3.1 Pression acoustique, p .10
3.2 Vitesse de particules, u .12
3.3 Intensité acoustique, I .12
3.4 Puissance acoustique, W.12
3.5 Champs acoustiques .14
4 Sources et caractéristiques du son acoustique du transformateur et de la bobine
d'inductance .16
4.1 Généralités.16
4.2 Sources.16
4.3 Transmission de vibration.26
4.4 Rayonnement acoustique .28
5 Principes de mesure.28
5.1 Généralités.28
5.2 Mesure du niveau pression acoustique.30
5.3 Mesures d'intensité acoustique.30
5.4 Guide sur les mesures à bande étroite .32
6 Comparaison des méthodes de mesure .38
6.1 Généralités.38
6.2 Sensibilité de la méthode de pression acoustique à l'environnement d'essai .40
6.3 Sensibilité de la méthode d’intensité acoustique à l'environnement d'essai .42
6.4 Guide sur le choix de méthode .46
7 Aspects pratiques des mesures du son acoustique.46
7.1 Généralités.46
7.2 Orientation de l'objet d'essai .46
7.3 Nombre de points de mesure sur une surface de mesure .46
7.4 Choix de l'espacement du microphone pour les mesures d'intensité
acoustique.48
7.5 Impact du bruit de fond sur les mesures d'intensité acoustique .50
7.6 Mesures en présence d’écrans d'insonorisation.52
8 Différence entre les essais d'usine et les mesures du niveau acoustique de champ.52
8.1 Généralités.52
8.2 Facteur de puissance de charge.52
8.3 Courant de charge.54
8.4 Tension de fonctionnement .54
8.5 Température de fonctionnement .54
8.6 Les harmoniques dans le courant et la tension de charge.56
8.7 Aimantation par courant continu .56
8.8 Effet de flux rémanent .56
8.9 Formation de niveau sonore due aux réflexions.56
8.10 Influence de la distance lorsqu'on fait des mesures sur le site.58
8.11 Transformateurs de convertisseur avec bobines d'inductance et/ou
transformateurs d’interphase à noyau saturable .58

– 4 – 60076-10-1  CEI:2005
9 Spécification des niveaux acoustiques de transformateur et de bobine
d’inductance .60
9.1 Généralités.60
9.2 Niveaux acoustiques de garantie.60
9.3 Choix de la méthode d'essai.62
9.4 Conditions de charge .64
9.5 Appareil de refroidissement auxiliaire.66
9.6 Régulation de tension.66
9.7 Conditions de fonctionnement sur site .66
9.8 Exemple de spécification de bruit pour transformateur de puissance et
auxiliaires de refroidissement (voir Annexe A) .66
9.9 Exemple de spécification de bruit pour un transformateur de distribution (voir
Annexe B) .68

Annexe A (informative) Exemple traité: Transformateur de puissance avec auxiliaires
de refroidissement montés sur une structure séparée > 3 m de la surface de
rayonnement principale du transformateur – Niveau de puissance acoustique
déterminé par l'intermédiaire de la méthode de pression acoustique.70
Annexe B (informative) Exemple traité: Transformateur de distribution, puissance
acoustique déterminée par la méthode d'intensité acoustique synchrone .90

Figure 1 – Exemple de courbes montrant le changement relatif de la longueur pour un
type de tôles du noyau pendant les cycles complets de l’application d’une induction de
courant alternatif de 50 Hz pour différentes densités maximales de flux B = 1,2 T –
max
1,9 T .18
Figure 2 – Induction (ligne continue) et changement relatif de la longueur d’une tôle
magnétique (ligne pointillée) en fonction du temps pour une induction maximale c.a.
1,8 Tesla, 50 Hz – pas de polarisation en courant continu .20
Figure 3 – Exemple de courbe montrant le changement relatif de la longueur de tôle
pendant un cycle complet d’induction appliqué en courant alternatif avec une petite
polarisation en courant continu: 1,8 T, 50 Hz et 0,1 T, 0 Hz .20
Figure 4 – Induction (ligne continue) et changement relatif de la longueur de tôle
(pointillée) en fonction du temps dus à l'application de l’induction à courant alternatif
avec une petite polarisation en courant continu: 1,8 T, 50 Hz et 0,1 T, 0 Hz .22
Figure 5 – Augmentation du niveau acoustique avec le courant en polarisation
continue dans les enroulements.22
Figure 6 – Spectre acoustique du courant de charge typique mesuré dans des

conditions de court-circuit .24
Figure 7 – Disposition de microphone .32
Figure 8 – Environnement d’essai .40
Figure 9 – Distribution des perturbations à la pression acoustique dans
l'environnement d'essai.42
Figure 10 – Croquis du transformateur de type sec montrant les points de mesure .48
Figure 11 – Illustration du bruit d’ambiance traversant la zone d'essai et le son
acoustique rayonné de l'objet d'essai. Positions de paire de microphones indiquées

par les cercles ouverts (microphone A) et fermés (microphone B).50

Tableau 1 – Valeurs de pondération A en fonction de la fréquence .36

– 6 – 60076-10-1  CEI:2005
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –

Partie 10-1: Détermination des niveaux de bruit –
Guide d’application
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) L
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Détermination des niveaux de bruit –
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Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60076-10-1:2005
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI The on-line catalogue on the IEC web site
(www.iec.ch/searchpub) vous permet de faire des (www.iec.ch/searchpub) enables you to search by a
recherches en utilisant de nombreux critères, variety of criteria including text searches,
comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations en line information is also available on recently
ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
publications, les publications remplacées ou retirées, publications, as well as corrigenda.
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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6
1 Domaine d'application .10
2 Références normatives.10
3 Physiques de base du bruit sonore.10
3.1 Pression acoustique, p .10
3.2 Vitesse de particules, u .12
3.3 Intensité acoustique, I .12
3.4 Puissance acoustique, W.12
3.5 Champs acoustiques .14
4 Sources et caractéristiques du son acoustique du transformateur et de la bobine
d'inductance .16
4.1 Généralités.16
4.2 Sources.16
4.3 Transmission de vibration.26
4.4 Rayonnement acoustique .28
5 Principes de mesure.28
5.1 Généralités.28
5.2 Mesure du niveau pression acoustique.30
5.3 Mesures d'intensité acoustique.30
5.4 Guide sur les mesures à bande étroite .32
6 Comparaison des méthodes de mesure .38
6.1 Généralités.38
6.2 Sensibilité de la méthode de pression acoustique à l'environnement d'essai .40
6.3 Sensibilité de la méthode d’intensité acoustique à l'environnement d'essai .42
6.4 Guide sur le choix de méthode .46
7 Aspects pratiques des mesures du son acoustique.46
7.1 Généralités.46
7.2 Orientation de l'objet d'essai .46
7.3 Nombre de points de mesure sur une surface de mesure .46
7.4 Choix de l'espacement du microphone pour les mesures d'intensité
acoustique.48
7.5 Impact du bruit de fond sur les mesures d'intensité acoustique .50
7.6 Mesures en présence d’écrans d'insonorisation.52
8 Différence entre les essais d'usine et les mesures du niveau acoustique de champ.52
8.1 Généralités.52
8.2 Facteur de puissance de charge.52
8.3 Courant de charge.54
8.4 Tension de fonctionnement .54
8.5 Température de fonctionnement .54
8.6 Les harmoniques dans le courant et la tension de charge.56
8.7 Aimantation par courant continu .56
8.8 Effet de flux rémanent .56
8.9 Formation de niveau sonore due aux réflexions.56
8.10 Influence de la distance lorsqu'on fait des mesures sur le site.58
8.11 Transformateurs de convertisseur avec bobines d'inductance et/ou
transformateurs d’interphase à noyau saturable .58

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CONTENTS
FOREWORD.7
1 Scope.11
2 Normative references .11
3 Basic physics of sound .11
3.1 Sound pressure, p .11
3.2 Particle velocity, u .13
3.3 Sound intensity, I .13
3.4 Sound power, W .13
3.5 Sound fields .15
4 Sources and characteristics of transformer and reactor sound.17
4.1 General .17
4.2 Sources.17
4.3 Vibration transmission .27
4.4 Sound radiation .29
5 Measuring principles .29
5.1 General .29
5.2 Sound pressure level measurement.31
5.3 Sound intensity measurements.31
5.4 Guidance on narrow-band measurements.33
6 Comparison of measuring methods.39
6.1 General .39
6.2 Sensitivity of the sound pressure method to the test environment.41
6.3 Sensitivity of the sound intensity method to test environment .43
6.4 Guidance on method selection .47
7 Practical aspects of making sound measurements.47
7.1 General .47
7.2 Orientation of the test object .47
7.3 Number of measurement points on a measuring surface.47
7.4 Choice of microphone spacer for sound intensity measurements .49
7.5 Impact of background noise on sound intensity measurements.51
7.6 Measurements in the presence of sound-proofing screens .53
8 Difference between factory tests and field sound level measurements .53
8.1 General .
...