$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

진동수준이 원자력발전소 전기 캐비닛의 동특성에 미치는 영향
Effects of the Excitation Level on the Dynamic Characteristics of Electrical Cabinets of Nuclear Power Plants 원문보기

한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.14 no.3 = no.73, 2010년, pp.23 - 30  

조성국 (제이스코리아 설계부) ,  김두기 (군산대학교 토목환경공학부 토목공학) ,  고성혁 (군산대학교 토목환경공학부 토목공학)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

원자력발전소에 설치되는 안전관련 캐비닛형 전기기기는 설치 전에 내진검증이 요구된다. 전기기기의 동특성분석은 내진 검증에 포함된 중요한 과정이며, 기기의 정확한 해석모델을 작성하기 위해서도 필수적으로 요구되는 업무이다. 이 연구에서는 입력진동수준에 따른 기기의 동특성 변화를 분석하기 위하여 원전 지진감시시스템 캐비닛을 대상으로 진동대시험을 수행하고, 입력진동운동의 수준별로 계측된 진동응답신호를 진동수영역분해법으로 분석하였다. 분석결과, 대상기기는 입력진동수준의 크기에 따라 동특성이 비선형적으로 변화하고, 국내 원전의 안전정지지진 수준 이하의 진동에서도 동특성이 비선형적 거동을 보이고 있음을 확인하였다. 이러한 입력진동 수준에 따라 전기기기의 동특성이 비선형적으로 변하는 원인은 대상기기의 특성과 입력진동수준을 고려할 때 일반적인 재료 비선형보다는 각 부품들의 마찰력과 기하학적인 비선형성에 기인하는 것으로 판단된다. 따라서 전기 캐비닛의 입력진동수준에 따른 동특성의 비선형적 변화는 향후 안전관련 기기의 내진검증 업무에서 중요하게 검토되어야 할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Seismic qualification (SQ) is required prior to the installation of safety related electrical cabinets in nuclear power plants (NPPs). Modal identification of the electrical equipment is one of the most significant steps to perform SQ, and is an essential process to construct a realistic analytical ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러나 전기 캐비닛과 같은 복잡한 구조체는 강진 이하의 중소 규모 지진하에서도 고유진동 특성이 입력운동의 수준에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 연구는 설계지진수준 이하의 입력운동에 대한 전기 캐비닛의 등특성 변화를 분석하였다.
  • 본 연구에서 진동대시험은 진동 수준에 따른 시험대상기기의 동특성 분석을 위해 수행되었다. 진동대시험은 입력진동수준에 따른 대상기기의 동특성 변화 및 비선형 거동을 확인할 수 있도록 수평1방향(캐비닛의 측면방향)에 대하여그 크기를 변화시켜 가면서 시험을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 입력진동수준에 따른 캐비닛형 전기기기의 동특성 변화를 분석하기 위해 원자력발전소 지진계측시스템의 중앙처리장치캐비닛(Central Processing Unit Cabinet)을 대상으로 하여 입력진동수준을 달리하여 진동대시험을 수행하고, 계측신호를 분석하였다. 시험결과로부터 계측한 신호를 진동수영역분해법(Frequency Domain Decomposition: FDD)을 이용하여 분석함으로써 대상기기의 동특성 즉, 고유진동수 및 감쇠비와 모드형태를 구하였다.
  • 진동대시험은 입력진동수준에 따른 대상기기의 동특성 변화 및 비선형 거동을 확인할 수 있도록 수평1방향(캐비닛의 측면방향)에 대하여그 크기를 변화시켜 가면서 시험을 수행하였다. 이것은 실제 원전에 설치되는 캐비닛형 기기는 주로 수평지진하중에 대한 영향에 지배되기 때문에 기기의 수평방향 동특성을 분석할 목적으로 수행되었다.
  • 기존 발전소에 설치되어 운용중인 기기의 내진성능을 재평가하는 경우에는 운전 중인 기기의 설치 상태를 고려한 기기의 동특성 분석작업이 선행되어야 한다. 이와 관련하여 기존의 몇몇 연구자들은 해석과 시험을 조합한 방법으로 캐비닛형 기기의 동특성을 분석하기 위한 연구를 수행하였다. Gupta et al.

가설 설정

  • 계측신호의 오차는 기준선보정(Base-ine Correction)과 필터링(Filtering) 등의 신호처리 작업을 통하여 제거된다. 계측신호의 샘플링 과정에서 샘플링 진동수(Sampling Frequency)를 너무 작게 하면, 원래 신호의 고진동수 성분이 왜곡되는 현상(Aliasing)이 발생할 수 있기 때문에 이 연구에서 샘플링 진동수는 200Hz로 설정하였다. 또한, 진동대시험에서 계측된 신호의 왜곡현상을 피하기 위해서 0~50Hz의 진동수 대역을 갖는 저역통과필터(Low-pass Filter)를 사용하여 최대 분석 진동수 이상의 신호를 소거하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기기기의 동특성분석은 어떤 업무인가? 원자력발전소에 설치되는 안전관련 캐비닛형 전기기기는 설치 전에 내진검증이 요구된다. 전기기기의 동특성분석은 내진 검증에 포함된 중요한 과정이며, 기기의 정확한 해석모델을 작성하기 위해서도 필수적으로 요구되는 업무이다. 이 연구에서는 입력진동수준에 따른 기기의 동특성 변화를 분석하기 위하여 원전 지진감시시스템 캐비닛을 대상으로 진동대시험을 수행하고, 입력진동운동의 수준별로 계측된 진동응답신호를 진동수영역분해법으로 분석하였다.
내진검증이란 어떤 과정인가? 원자력발전소에 설치되어 운용되는 많은 전기제어설비들은 캐비닛형 기기로서, 이들은 현장에 설치되기 전에 설계 지진수준의 진동 하에서도 기기의 성능을 유지할 수 있는지 입증하는 과정 즉, 내진검증(Seismic Qualification: SQ) 작업이 이루어져야 한다.(1),(2) 설치 전에 시행하는 기기에 대한 내진검증은 시험 또는 해석에 의해 수행될 수 있으나, 대부분의 기기들은 내부에 포함하고 있는 부품 및 전기설비들이 복잡하게 연결되어 있어 해석모델의 작성이 어려우므로, 해석에 의한 방법으로 내진검증을 수행하는 것이 쉽지 않다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (22)

  1. 전력산업기술기준, END2000-1995, 전기1급 기기내진검증, 대한전기협회, 1995. 

  2. IEEE, IEEE Recommend Practice for Seismic Qualification of Class 1E Equipment for Nuclear Power Generating Stations, ANSI/IEEE Std 344-1987, IEEE, N.Y., U.S.A., 1987. 

  3. 조양희, 박형기, “원전지진계측시스템 캐비넷의 동특성분석 시험,” 대한토목학회 논문집, Vol. 19, No. I-3, 449-456, 1999. 

  4. 조양희, 조성국, 박형기, “취약도변수의 개선을 위한 전기 캐비닛의 동특성 및 비선형성평가,” 한국지진공학회 논문집, 제4권, 제5호, 83-91, 2000. 

  5. Kana, D. D., A Research Program for Seismic Qualification of nuclear Plant Electrical and Mechanical Equipment, NUREG/CR-3892, U.S. Nuclear Regulatory Commission, 1984. 

  6. Gupta, A., Rustogi, S. K., and Gupta, A. K., “Ritz vector approach for evaluating in-cabinet response spectra,” Nucl. Eng., 190, 255-272, 1999. 

  7. Yang, J., Rustogi, S.K., and Gupta, A., “Rocking stiffness of mounting arrangement in electrical cabinets and control panels,” J. Nuclear Engineering and Design, Vol. 219, 127-141, 2002. 

  8. Rustogi, S. and Gupta, A., “Modeling the Dynamic Behavior of Electrical Cabinets and Control Panels: Experimental and Analytical Results,” J. Structural Engineering, Vol. 130, No. 3, 511-519, 2004. 

  9. Ibrahim, S.R. and Mikulcik, E.C., “A Method for the Direct Identification of Vibration Parameters from the Free Response,” Shock and Vibration Bulletin, No.47, Part 4, 183-198, 1977. 

  10. Ibrahim, S.R., and Pappa, R.S., “Large Modal Survey Testing Using the Ibrahim Time Domain Identification Technique,” Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 19, No.5, 459-465, 1982. 

  11. Juang, J.N, and Pappa, R.S., “An Eigensystem Realization Algorithm for Modal Parameter Identification and Model Reduction,” Journal of Guidance, Control and Dynamics, AIAA, Vol.8, No.5, 620-627, 1985. 

  12. Junag, J.N., Applied System Identification, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, USA, 1994. 

  13. Hermans, L. and Van Der Auweraer, H., “Modal Testing and Analysis of Structures under Operational Conditions: Industrial Applications,” Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 13, No. 2, pp. 193-216, 1999. 

  14. Overschee V.P. and De Moor, B., Subspace Identification for Linear Systems, Kluwer Academic Publisher, 1996. 

  15. Peeters, B. and De Roeck, G., “Reference-Based Stochastic Subspace Identification for Output-Only Modal Analysis,” Mechanical Systems and Signal Processing, Vol.13, No.6, 855-878, 1999. 

  16. Bao, Z.W. and Ko., J.M., “Determination of Modal Parameters of Tall Buildings with Ambient Vibration Measurements,” The International Journal of Analytical and Experimental Modal Analysis, Vol.6, No.1, 57-68, 1991. 

  17. Bendat, J.S. and Piersol, A.G., Engineering Applications of Correlation and Spectral Analysis, John Wiley & Sons, New York, USA, 1993. 

  18. Newland, D.E., An Introduction to random vibration and spectral analysis, Longman, 1984. 

  19. Yam, L.H., Leung, T.P., Li, D.B., and Xue, K.Z., “Use of Ambient Response Measurements to Determine Dynamic Characteristics of Slender Structures,” Engineering Structures, Vol. 19, No. 2, 145-150, 1997. 

  20. Brinker, R., Zhang, L. and Andersen, P., “Modal Identification from Ambient Response Using Frequency Domain Decomposition,” Proceedings of 16th International Modal Analysis Conference, San Antonio, Texas, USA, 625-630,2000. 

  21. Otte, D., Van de Ponseele, P., and Leuridan, J., “Operational Shapes Estimation as a Function of Dynamic Loads,” Proceedinsg of the 8th International Modal Analysis Conference, 413-421, 1990. 

  22. 이진학, 윤정방, “구조물의 응답자료만을 이용한 모드계수 추정법에 관한 비교연구,” 대한토목학회논문집. 23(2A), 187-201, 2003. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로