DIN IEC 60068-3-3-1993 Environmental testing seismic test methods for equipments guidance identical with IEC 60068-3-3 1991《环境试验 设备的地震试验方法 导则》.pdf

1、?B m I m w H z H A FI H A a O 0 r77944Ci2 0374967 423 D IK 621.3 : 620.1 78.3 : 550.34 DEUTSCHE NORM September 1993 Umweltprfungen Seismische Prfverahren fr Gerte Le i tf ad en Identisch mit IEC 68-3-3 : 1991 I l - DIN IEC Teil 3-3 68 Alleinverkauf der Normen durch Beuih Verlag GrnbH, 10772 Berlin o

2、9 93 DIN IEC 68 Jeil 3-3 Sep 1993 Preisgr. 15 Veitr.-Nr 2815 Environmental testing; Seismic test methods for equipments; Guidance; Identical with IEC 68-3-3 : 1991 Essais denvironnement; Mthods dessais sismiques applicables aux matriels; Guide; Identique CE1 68-3-3 : 1991 Ersatz fr DIN 40 046 T 5510

3、5.81 Die Internationale Norm IEC 68-3-3, 1. Ausgabe, 1991, ,Environmental testing, Part 3: Guidance, Seismic test methods for equipments“, ist unverndert in diese Deutsche Norm bernommen worden. IEC 68-3-3 ist identisch mit dem Harmonisierungsdokument HD 323.3.3 S1 des Europischen Komitees fr Elektr

4、otechnische Normung (CENELEC). Nationales Vorwort Die deutsche bersetzung fr diese Norm hat das zustndige Unterkomitee 131.1 ,Mechani- sche Prfungen“ der Deutschen Elektrotechnischen Kommission im DIN und VDE (DKE) angefertigt. Der englische Ausdruck ,conservative“ It sich im Zusammenhang mit dieser

5、 Norm nicht bersetzen. Daher wurde die Benennung ,konservativ“ gewhlt, deren Bedeutung in den ein- schlgigen Fachkreisen bekannt ist. Die Begriffe ,OBE“ (operating base earthquake) ,SSE“ (safe shutdown earthquake) .,Zero period acceleration“ sind bernommen aus: IEEE 344 : 1975 Recommended practices

6、for seismic qualification of class 1 E-equipment for nuclear power generating stations und dort erklrt Eine bersicht ber die Internationalen Normen fr Umweltprfungen und die ihnen entspre- chenden DIN-Normen gibt Beiblatt1 zu DIN IEC 68. Der Entwurf war verffentlicht als DIN IEC 50A(C0)179/08.89. IS

7、0 2041 ist nicht ins Deutsche Normenwerk bernommen worden. Fortsetzung Seite 2 bis 32 Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN und VDE (DKE) Normenausschu Materialprfung (NMP) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Seite 2 DIN IEC 68 Teil 3-3 I Bei der deutschen bersetzung fr diese Norm wurde

8、n folgende Benennungen verwendet: Deutsche Benennung in DIN IEC 68 Teil 3-3 Englische Benennung in IEC 68-3-3 - - amplification assembly attitude bandwidth basic response spectrum broad-band response spectrum com pon e nt conditioning conditions of testing conservative conservativism con ven tio na1

9、 damping ratio device direction factor displacement S1 -earthquake S2-earthquake equipment first mode of vibration floor acceleration fragility testing general seismic class geometric factor installation ground acceleration lateral frequency life time malfunction malfunction level mounting attitude

10、multifrequency signal wave narrow-band response spectrum natural frequency overall resonance pause performance level preferred testing axis proof testing qualification level random motion sample required reponse spectrum (RRS) resonance frequency response spectrum safety margin seismic performance l

11、evel sequence (of test waves) severity sine beat sine-sweep single frequency wave specific seismic class standard amplitude strong part of an earthquake strong part of the response spectrum strong part of time-history superelevation factor test class berhhung Baugruppe, Gert Befestigungslage Bandbre

12、ite Ursprungs-Antwortspe ktrum Breitband-Antwortspektrum Baugruppe, Bauelement Prfung Prfbedingungen konservativ) hinreichend blich Dmpfungsgrad Korn ponente Richtungsfaktor Verlagerung, Auslenkung Si -Erdbeben S2-Erdbeben Prfling, Gert Grundschwingung Etagenbeschleunigung Zerstrungsverfahren allgem

13、eine seismische Klasse Geometrie-Faktor Prfeinrichtung Bodenbeschleunigung Se ite nf req ue nz Einsatzdauer Fehlfunktion Grad der Fehlfunktion Befestigungslage mehrfrequentes Signal Schmalband-Antwortspektrum Eigenfrequenz Gesamtresonanz Pause Prfklasse Hauptachsen Einsatznachweis Prfklasse Rauschen

14、 Anforderungs-Antwortspektrum*) Resonanzfrequenz Antwortspektrum Sicherheitsfaktor Prfklasse Folge (von Prfsignalen) Schrfeg rad Sinusimpulse Sinusschwingung mit Frequenzdurchlauf rnonofrequentes Signal spezielle seismische Klasse vorgegebene Schwingamplitude Starkbebenphase Hauptteil des Antwortspe

15、ktrums Hauptteil des Zeitverlaufs berhhungsfaktor Prfklasse *) Siehe Nationales Vorwort DIN1 DIN IEC 68 TEIL 3-3 93 U 2794442 O379969 2Tb = DIN IEC 68 Teil 3-3 Seite 3 Englische Benennung in IEC 68-3-3 testing procedure Durchfhrung der Prfung test level Prfschrfe test performace level Prfklasse test

16、 response spectrum (TRS) Prf-Antwortspektrum test type Prfverahren test wave Prfsignal time history Zeitverlauf transmissibility bertragungsfu n ktion type of test Prfverfahren wave factor Signalfaktor wave train Signalfolgen yield Streckgrenze zero period acceleration (ZPA) Grenzbeschleunigung 3 dB

17、-response 3 dB-bandpass Deutsche Benennung in DIN IEC 68 Teil 3-3 testing conditions Prfbedingungen 1 Halbwertsbreite I O e 0 DIN1 DIN IEC 68 TEIL 3-3 93 = 2794442 0379970 TL D Seite 4 DIN IEC 68 Teil 3-3 Deutsche bersetzung U mweltp ruf u ngen Teil 3: Leitfaden Seismische Prfverfahren fr Gerte Inha

18、lt Seite Seite Vorwort . 4 8 Prfung mit berechneter Schwingamplitude Einleitung . 4 9 Prfparameter Einfhrung . 4 10 Durchfhrung der Prfung . 11 Hauptabschnitt 1 : Allgemeines 5 Hauptabschnitt 3: Spezielle Seismische Klasse . 12 1 Zweck 5 11 Prfung 12 2 Allgemeine Betrachtungen 5 12 Auswahl der Prfsi

19、gnale . 12 3 Begriffe 5 13 Prfsignale . 12 4 Angaben zur Bestimmung der Eignung . 7 14 Prfbedingungen 14 5 Durchfhrung der Prfung . 8 15 Ein- und mehrachsige Prfungen 16 6 Prfung . 8 Anhang A 7 Prfung mit festgelegter Schwingamplitude 9 Fludiagramme zur Auswahl der Prfungen . 27 HauPtabschnitt 2: Al

20、lgemeine Seismische Klasse 8 Bilder 18 Vorwort 1. Die offiziellen Beschlsse oder Vereinbarungen der IEC ber technische Fragen, die in Technischen Komitees von Vertre- tern aller an dem behandelten Thema besonders interessierten nationalen Komitees erarbeitet werden, bringen das hchst- mgliche Ma int

21、ernationaler bereinstimmung fr das behandelte Sachgebiet zum Ausdruck. 2. Sie stellen Empfehlungen zur internationalen Anwendung dar und sind als solche von den nationalen Komitees angenom- men. 3. Um die internationale Vereinheitlichung zu frdern, wnscht die IEC, da alle nationalen Komitees den Tex

22、t der IEC-Emp- fehlungen so weit in ihre nationalen Regeln bernehmen, wie es die Gegebenheiten im jeweiligen Land gestatten. Jede Abweichung zwischen der IEC-Empfehlung und der entsprechenden nationalen Regel sollte in dieser, soweit mglich, deut- lich gekennzeichnet werden. Einleitung Diese Norm wu

23、rde ausgearbeitet vom Unterkomitee 50A: ,Sto- und Schwingprfungen“ des Technischen Komitees 50: ,Umweltprfungen“ der IEC. Der Text dieser Norm basiert auf folgenden Schriftstcken: I Sechsmonatsregel 1 Abstimmungsbericht I I IEC50A(C0)179 1 IEC50A(C0)182 I Weitere Einzelheiten zum Abstimmergebnis zur

24、 Annahme dieser Norm enthlt der obengenannte Abstimrnungsbericht. Folgende IEC-Publikationen werden in dieser Norm zitiert: IEC 68-1 1988 IEC 68-2 Part 2: Tests. IEC 68-2-6: 1982 Test Fc and guidance: Vibration (sinusoidal). IEC 68-2-47 : 1982 Mounting of components, equipment and other articles for

25、 dynamic tests including shock (Ea), bumb (Eb), vibration (Fc and Fd) and steady-state acceleration (Ga) and guidance. IEC 68-2-57 : 1989 Test Ff: Vibration - Time-history method. IEC 68-2-59 : 1990 Test Fe: Vibration - Sine-beat method. Auerdem: IS0 Standard 2041 : 1975 Vibration and shock - Vocabu

26、lary. Environmental testing, Part 1 : General and guidance. Ei nf U hrung Zu jeder der drei angegebenen Prfverfahren in dieser Norm sind Anleitungen gegeben, die sich auf das jeweilige Verfahren beziehen. Anleitung ist auch gegeben, das geeignete Verfahren fr seismische Prfungen auszuwhlen und anzuw

27、enden. Diese Norm ist in Verbindung mit der IEC-Publikation 68-1 zu benutzen. DIN1 DIN IEC 68 TEIL 3-3 93 m 2794442 0379971 954 DIN IEC 68 Teil 3-3 Seite 5 1 Zweck Hauptabschnitt 1 Dieser Leitfaden gilt in erster Linie fr elektrische Gerte. Seine Anwendung kann aber auf andere Gerte und Bau- gruppen

28、 erweitert werden. Der Eignungsnachweis von Gerten durch analytische Ver- fahren oder durch eine Kombination von Prfungen und Ana- lyse ist auch zulssig, gehrt jedoch nicht zum Anwendungs- bereich dieses Leitfadens, der sich ausschlielich mit dynamischen Prfungen befat. Dieser Leitfaden befat sich a

29、usschlielich rnit den seismi- schen Prfungen von kompletten Gerten, die auf Schwingti- schen geprfi werden knnen. Die seismische Prfung eines Gertes dient zum Nachweis der Eignung fr die geforderte Funktion whrend und nach der Beanspruchung durch ein Erd beben. Zweck dieses Leitfadens ist es, eine R

30、eihe von Prfverfahren vorzustellen, rnit denen die Eignung von Gerten, fr die seismische Prfungen verlangt werden, nachgewiesen wer- den kann. ANMERKUNG: Eignungsnachweise mittels soge- nannter ,Zerstrungsverfahren“ sind nicht Gegen- stand dieses Leitfadens. Es ist ein allgemein anwendbarer Leitfade

31、n fr seismische Prfungen, insbesondere in Verbindung mit der Benutzung der Prfverfahren nach IEC 68 Teil 2. Die Wahl des Prfverfahrens wird nach Kriterien getroffen, die in diesem Leitfaden beschrieben sind. Die Verfahren selbst beruhen auf verffentlichten IEC-Prfverfahren. Dieser Leitfaden dient He

32、rstellern zum Nachweis der Erfl- lung von Anforderungen oder Anwendern zur Ermittlung und Besttigung der Eignung von Gerten. 2 Allgemeine Betrachtungen Es wurden zwei seismische Klassen aufgestellt, nmlich die ,Allgemeine Seismische Klasse und die ,Spezielle Seismi- sche Klasse“. Weder die eine noch

33、 die andere Klasse stellt hhere Anforderungen. Der Unterschied zwischen den bei- den Klassen liegt in der Verfgbarkeit und der Genauigkeit von Daten zur Beschreibung der seismischen Umgebung. Fr hochzuverlssige Gerte von Sicherheitseinrichtungen in einer spezifischen Umgebung, wie z.B. Sicherheitsei

34、nrich- tungen in Kernkraftwerken, ist die Anwendung genauer Daten erforderlich, deshalb ist die ,Spezielle seismische Klasse“ und nicht die ,Allgemeine seismische Klasse“ anzu- wenden. Anhang A enthlt ein Fludiagramm zur Auswahl der Prfklassen (Allgemeine oder spezielle Klasse) und vier Fludiagramme

35、 (Al bis A4), die die in diesem Leitfaden beschriebenen mglichen Verfahren umfassen. Fr die opti- male Vorgehensweise wird die Benutzung dieser Fludia- gramme nachdrcklich empfohlen. 2.1 Allgemeine Seismische Klasse Diese Klasse ist anzuwenden, wenn keine besonderen Kenntnisse ber die seismische Bew

36、egung vorliegen, die die Eigenart der lokalen geographischen Lage und die Art der Tragwerke oder des Gebudes bercksichtigt. Fr Gerte dieser Klasse ist die seismische Bewegung grundstzlich durch eine Kenngre, die Spitzenbeschleuni- gung des Erdbodens, angegeben. Diese Beschleunigung wird von den seis

37、mischen Daten des interessierenden Gebietes abgeleitet. Wenn das Gert nicht unmittelbar auf dem Erdboden be- festigt ist, ist die bertragungsfunktion des Gebudes und der Traawerke zu bercksichtiaen. Allgemeines 2.2 Spezielle Seismische Klasse Diese Klasse ist anzuwenden, wenn besondere Kenntnisse be

38、r die seismische Bewegung vorliegen, die die Eigenart der lokalen geographischen Lage, der Tragwerke oder des Gebudes bercksichtigt. Fr Gerte dieser Klasse ist die seismische Bewegung durch Antwortspektren (fr verschiedene Dmpfungsgrade ermit- telt) oder durch Zeitverlufe bestimmt. 3 Begriffe Die ve

39、rwendeten Begriffe sind vorzugsweise den Normen IS0 2041 oder IEC 68-1, IEC 68-2-6, IEC 68-2-57 und IEC 68-2-59 entnommen. Wenn zum besseren Verstndnis einige der definierten Begriffe hier wiederholt werden, so wird ihre Quelle genannt, Abweichungen sind gekennzeichnet. Die im folgenden genannten zu

40、stzlichen Begriffe gelten ebenfalls fr diese Norm. 3.1 Baugruppe (assembly) Zwei oder mehr mechanisch miteinander verbundene Bau- teile. 3.2 Halbwertsbreite (bandpass at - 3dB) Frequenzbereich, der durch Punkte der bertragungskurve festgelegt ist, deren Ordinate grer oder gleich dem %V2fachen des Gr

41、twertes ist (siehe Bildl). 3.3 Ursprungs-Antwortspektrum (basic response spectrum) Unverndertes Antwortspektrum, welches durch die Eigen- schaften des Gebudes, seiner Etagen, dem Dmpfungsgrad usw. bestimmt ist und aus einer spezifischen Bodenbewe- gung ermittelt wird (siehe Bildl). ANMERKUNG: Das Ur

42、sprungs-Antwortspektrum ist in den Etagenebenen im allgemeinen immer schmal- bandig. 3.4 Breitband-Antwortspektrum Antwortspektrum einer Bewegung mit Frequenzen in Wech- selwirkung zueinander, die als Ganzes behandelt werden mssen (siehe Bild 2c). ANMERKUNG: Die Bandbreite ist im allgemeinen grer al

43、s eine Oktave. 3.5 Charakteristische Frequenz (critical frequency) Frequenzen, bei denen - ein Fehlverhalten des Prflings eintritt undioder Kenn- werte durch die Schwingbeanspruchung verndert werden - mechanische Resonanzen und andere Erscheinungen auftreten, z.B. Klappern. 3.6 bergangsfrequenz (cro

44、ssover frequency) Frequenz, bei der die Kenngre einer Schwingung von einer BezugsgrBe zu einer anderen bergeht. ANMERKUNG: Eine bergangsfrequenz ist zum Bei- spiel die Frequenz, bei der die Schwingamplitude oder deren Effektivwert von einer konstanten Auslen- kung zu einer konstanten Beschleunigung

45、in Abhn- gigkeit von der Frequenz wechselt. (broad-band response spectrum) (Technisch gleich mit IEC 68-2-6, Abschnitt 8.1) (Technisch gleich rnit IS0 2041) DIN1 DIN IEC 68 TEIL 3-3 93 D 2394442 0379972 esa U Seite 6 DIN IEC 68 Teil 3-3 3.7 Dmpfung (damping) Allgemeiner Begriff, der den zahlreichen

46、energieverbrau- chenden Mechanismen in einem System zugeschrieben wird. Praktisch hngt die Dmpfung von vielen Parametern ab, wie Systemaufbau, Schwingungsform, Spannung, einge- leiteter Kraft, Geschwindigkeit, Werkstoff, Schlupf in Verbin- dungen usw. 3.7.1 Kritische Dmpfung (critical damping) Kriti

47、sche Dmpfung ist der Kleinstwert der geschwindigkeits- abhngigen Dmpfung, bei der das ausgelenkte System ohne berschwingen in seine Ruhelage zurckkehrt. 3.7.2 Dmpfungcgrad (damping ratio) Verhltnis der tatschlichen Dmpfung zur kritischen Dmp- fung in einem System mit geschwindigkeitsabhngiger D m pf

48、u ng . 3.8 Richtungsfaktor (direction factor) Faktor, der den Unterschied der Strke zwischen waagerech- ter und senkrechter Bodenbeschleunigung bei Erdbeben bercksichtigt . 3.9 Etagen-Beschleunigung (floor acceleration) Beschleunigung des Fubodens eines bestimmten Stock- werks (oder einer Gertebefes

49、tigung), die bei einem vorge- gebenen Erdbeben entsteht. ANMERKUNG: Die Etagen-Beschleunigung It sich in waagerechte und senkrechte Komponenten zer- legen. (nicht identisch mit IS0 2041) 3.10 Geometriefaktor (geometric factor) Faktor fr einachsige Prfungen zur Bercksichtigung von Wechselwirkungen gleichzeitiger Schwingungen ln