1、中华人民共和国国家标准核电厂安全系统电气设备抗震鉴定Seismic qualiflcation of electrical equipment of the safety system for nucJear power plants GB 13625-92 本标准等效采用国际标准IEC980-1988核电厂安全系统电气设备抗震鉴定。1 主题内容与适用范围本标准规定了为验证安全系统电气及仪表和控制设备在发生地震期间和地震后能执行其安全有关功能而进行的抗震鉴定的方法和要求.由于抗震鉴定只是设备鉴定的一部分，故本标准必须与GB12727核电厂安全系统电气物项质量鉴定结合使用。本标准适用于核电厂安全
2、系统的电气设备及仪表和控制设备，包括其故障会对安全系统的性能产生有害影响的任何接口部件或设备。2 引用标准GB 12727 核电厂安全系统电气物项质量鉴定HAF 0101 核电厂厂址选择中的地震问题3 术语3.1 器件device用于与电气设备的其他部件相连或作为其辅助部件的一个电气设备部件。3. 2 组件assembly 具有一个共同安装或支承结构的两个或两个以上的器件。3. 3 失常malfunction 设备丧失了触发或维持所要求功能的能力或设备发生可能导致有害后果的不希望的误动作(功能合格标准必须由有关的技术规格书规定)。3. 4 自振频率(或固有频率)natural frequenc
3、y 构筑物或物体的自由振动的频率。它仅取决于构筑物或物体自身的物理特性(质量、弹性和阻尼分布)及减振器和支承物的自由振动频率(见图1)03.5 正弦拍波sine beat 由一个较低频率正弦波调幅的某一频率的连续正弦波(见图2)03. 6 试验频率test frequency 使试验件激振的频率.3.7 反应谱response spectrum 一组单自由度、具有不同阻尼的振子在同一基础激振下其最大响应(是振子自振频率的函数)的曲国家技术监督局1992-08-29批准1993-04-01实施GB 13625-92 线(见图4)。3. 8 窄频带反应谱narrow band response s
4、pectrum 描述在一个有限的(窄的)频率范围内产生放大响应的运动的反应谱。3.9 宽频带反应谱broad band response spectrum 描述在一个宽的频率范围内产生放大响应的运动的反应谱。3. 10 要求反应谱required response spectrum (RRS) 由用户给出作为验证试验技术条件一部分或人为产生以包括未来应用条件的反应谱。要求反应谱构成了设备要满足的抗震要求(见图l和图4)。3. 11 试验反应谱te时responsespectrum (TRS) 通过分析技术或谱分析设备从振动台的实际运动得到的反应谱.3. 12 标准谱试验standard spe
5、ctrum testing 在地区地震谱不超过试验谱的情况下，可以用一个适宜的标准谱对设备进行的试验。3. 13 功率谱密度power spectrum dens即(PSDl某加速度波形的单位频率区段内的加速度的均方值。功率谱密度用自2/Hz与频率的关系曲线表示。3.14 Sl地震(运行基准地震)Sl Earthquake (OBE) 在核电厂被鉴定设备的运行寿期内能作用到该厂址而不需改进的地震，设备必须设计成在官作用下能连续运行。注，51地震是在核电厂运行寿期内，可告理预期的在厂区内可能遭受一次的最大地面运动。3.15 S2地震(安全停堆地震)S2 Earthquake (SSE) 可能发生
6、的最大地震。某些构筑物、系统和部件设计成在它的作用下仍能保持其功能。这些构筑物、系统和部件对保证被鉴定的整个系统的正确功能、完整性和安全是必不可少的。注52地震是在厂区内可能发生的最大地震参见HAF0101).3.16 楼板加速度floor accelera tion 由一特定的地震运动对一特定的建筑物的楼板所引起的加速度。3. 17 零周期加速度zero period acceleration (ZPA)。反应谱的高频未放大部分的加速度水平。它等于用于导出该反应谱所相应的时程曲线的最大峰值加速度。3. 18 有意义的周波SlC叩【运动幅值范围在最大运动幅值的50%100%之间的振动周波。3.
7、 19 抗震鉴定试验sel阻SffilCq阴ualif仕1町cat1旧onn 1 使设备受到4个适当的振动以验证该设备能承受等于或大于地震环境所产生的振动荷载。地震环境通常用要求反应谱来表示。3. 20 易损性fragility 设备对由于结构上、运行上或两者的限制而引起失常的敏感性。3. 21 易损度fragility level 以输入频率的函数表示的某一设备能承受并仍能执行其所要求安全功能的输入激励的最高水平。易损度能用反应谱(易损性反应谱FRS)来表示，它是从确定易损度的试验中得到的试验反应谱。4 地震环境和设备响应本章提供有关地震行为和在地震期间和模拟地震事件期间设备动态性能的资料。
8、本章中的数字值是典型的和举例性的，不能看作是标准数值。4. 1 地震环境2 GB 13625-92 地震产生随机的地面运动，这种运动可能同时发生，但在统计上.以独立的水平和垂直分量来表征。里氏震级6级或6级以上的地震可以持续15-30s，产生的最大水平地面加速度为O.1-b. 6 g或更高，而其主要的能量成分通常在最早的5-10s内产生。典型的宽频带随机运动的频率范围为1-33 Hz o 4.2 基础上的设备地面运动的幅值(水平的和垂直的)能在安装在基础上的设备中得到放大。对于任何给定的地面运动，放大系数取决于系统(土壤、基础和设备)的自振频率和阻尼机理(见4.6条)。描述地面运动的典型宽频带
9、反应谱表明，多频激励在其中起主导作用。4.3 构筑物中的设备地面运动(水平的和垂直的)会被插入的支承结构过滤和放大而产生不同的运动。因此安装在楼板上的设备的动态响应加速度可能达到数倍于最大地面加速度的值，其具体数(1，取决于系统的阻尼和自振频率。放大系数和频带宽度取决于每一建筑物和设备构筑物的动态响应特仆。4.4 模拟地震模拟的目的最好能复现所假设的地震运动，在实际做不到时，则需要模拟地震环镜。用分析或试验方法来鉴定设备所用的模拟地震运动可用下述任何-种形式来描述时程曲线、反应谱或功率谱密度函数。对于安装设备的构筑物均可得到这些数据。它们由用户或他的代理人向制造厂提出作为该设备技术条件的一部分
10、(见第6章)，或由制造厂给出以满足未来应用的要求。由于地震运动有方向性以及构筑物的输出运动受到过滤，故应对运动的方向分量和它们对设备的作用作出规定。4.5 时程曲线(见图5)模拟地震运动可由现有的地震记录得到或人为产生。所产生的某一楼板的时程曲线应包括建筑物和其他插入的支承结构的动态过滤和放大作用。4.6 阻尼阻尼是系统中各种综合的能量消散机理的总称。实际上，阻尼取决于许多参数，例如系统结构、材料、振型、应变、正常状态下的受力、施加这种力的速度、节点滑动等。在线性振动理论中，作了以下的简化假定，1Ri尼是纯粘性的或取决于运动部分的相对速度。所以，当涉及一个实际系统的阻尼比时，虽然它可能在某种程
11、度上是非线性的，但通常假定它为等效粘滞阻尼或线性阻尼.这是根据通常采用线性分析方法的理论概念描述有关客观实际硬件行为的一种简便方法。5 抗震鉴定要求5.1 概述设备的抗震鉴定应能验证某一设备在受到一个S2地震力的作用期间和作用后能执行其所要求的功能。另外，设备在承受S2地震作用之前，应先承受若干个Sl地震的作用。GB 12727已经完整地阐述了核电厂安全系统电气物项的质量鉴定，尤其是，该标准第4章阐述了质量鉴定的原则。抗震试验必须以适当的顺序与环境试验配合进行。本标准作为整个鉴定工作的一部分，可以为设备制造厂用于确定获得抗震性能数据的方法，也可以为设备用户用于评价和验证有代表性的典型器件和装置
12、的抗震性能。简言之，鉴定是一个正式的过程，通过它以一种明确的记录和可追踪的方式达到所要求的验证，以证实其适用性和有效性。5.2 抗震鉴定的过程抗震鉴定包含若干个公认的步骤(见第6章)。5.2.1 必须明确规定被鉴定设备的技术条件，这些技术条件必须包括:a 设备结构的清晰的描述、型号、图号和出广号、技术规格等3b. 被鉴定设备的边界条件，例如，包括哪些输入、输出连接件，包括或不包括哪些安装件等93 GB 13625-92 c. 必需的运行条件(荷载), d. 者化条件，见GB12727及本标准6.3.3条。5.2.2 必须明确规定抗震要求的技术条件，这些技术条件必须至少包括g持续时间g频率范围$
13、加速度值。提供以上数据的信息可以是:3. 以功率i普密度(它是频率的函数)表示的振动运动;b 地震强振的持续时间;c. 设备安装点上的要求反应谱。要求反应谱必须包括主水平轴和垂直轴的数据，以及不同阻尼比(2% .5%和7%)的数据;d. 设备安装点(楼板或构筑物)上的最大加速度与重要频率的关系曲线或时程曲线gt 多个52的要求(见7.2.8.2条)。在评价特定厂址处的地震危险时，可能需考虑在安装寿期内，试验件会受到的51和52地震的估计次数。如无更合理的数据，通常假定为5次51和1次52地震。可是，试验件可以受到两次相应于叨地震的试验，以代替5次51地震试验。考虑疲劳的措施是，51地震事件试验
14、之后必须随之有至少一次52地震事件的试验，每个试验波的持续时间必须不少于用来确定要求反应谱的时程曲线的强振部分的时间。如果不提供时程曲线的话，则除另有规定外，地震试验应采用10个有意义的周波。模拟51和52地震的试验波可以用波序列的方式作用到设备上。在这种情况下，波之间必须有足够的时间间隔(至少2时.以避免它们对设备作用的叠加。5.2.3 规定鉴定合格的标准必须明确规定判断鉴定成功还是失败的标准，它们可能包括:3. 安全功能要求的清单或说明;b. 鉴定设备能否保持合格功能的标准的清单gt 裕度;d. 对试验或分析的任何特殊要求。5.2.4 鉴定试验或分析5.2.1条中规定的设备必须按5.2.2
15、条规定的条件进行鉴定。鉴定的成功与失败必须用5.2. 3条规定的标准来判断。完成鉴定能采用的般方法如下=8. 用分析法进行鉴定。此法不是通过实际的试验而是用现有数据进行分析以确定设备的性能(见6.3.2条), b. 用试验法进行鉴定。用此法时，是选取设备的一个典型样品然后针对其抗震性能进行试验(见第7章), c. 通过经验进行鉴定。虽然通过经验进行鉴定在技术上还未成熟，但最新资料表明它可能是抗震鉴定的种有用的方法。该法在附录A(参考件)中阐述。上述的每种方法或其他有效的方法可适用于验证设备是否满足抗震鉴定要求。在抗震鉴定分析俗、Q、A)(试验、分析或两者的结合)中应确定抗震鉴定步骤。这些步骤贝
16、应根据设备的型号、尺寸、形状和复杂性而定。5.2.5 文件准备必须提供清晰而完整的文件(见第8章)。这是鉴定必不可少的部分，其目的是证明当设备受到鉴定地震加速度作用时能满足其性能要求。4 GB 13625-92 6 抗震鉴定分析抗震鉴定分析是为了选择合理的鉴定方法(试验或计算及保证对不确定性因素提供足够的裕度)0 如果组成部分和相关的接口在以下因素作用下能完成其各自的功能，抗震鉴定分析就认为设备能执行其预期的功能。8. 组成部分之间的相互糯合。b. 由所要求的地震激励对设备产生的地震荷载。 与设备功能要求有关的荷载。必须认为上述因素对组成部分的影响是同时存在的。然而可以对每一组成部分分别考虑。
17、抗震鉴定分析包括四个步骤8. 设备审查=组成部分的选择。b. 组成部分审查g确定边界条件和相互作用。 鉴定:试验或计算。d. 结果分析z对结果和裕度作出评价。6.1设备审查组成部分的选择6.1.1 设备审查的目的设备审查的目的是z8. 把实际设备分为几个重要的组成部分见图以一个或多个，理想化的或结构上独立的部分hb. 确定一组能代表实际设备的组成部分;C. 鉴别可能因修改或另一种配置而受影响的组成部分。6.1.2 设备审查的目标设备审查的目标是统筹考虑z8. 试验和计算装置的可用性5b. 鉴定过程中所得结果的可靠性sC. 现有数据能够得到最佳利用。这需要有经验的工程师判断。不过，应在以后的步骤
18、中找出任何选择上的错误，以便不影响最后的结论。6.2组成部分审查确定边界条件和相互作用组成部分审查的目的是z8. 确定为使设备具有满意性能而对每一个组成部分要求的功能(必须考虑到所有的运行方式和假设事件); b. 确定每一个组成部分接口处的荷载及其大小。6.2.1 桐合由于正常情况下组成部分同设备或相联或实体分隔，其在地震条件下的行为可能各不相同。因此必须检查地震事件产生的精合效应。6.2.2 组成部分的地震荷载当所选的组成部分不直接装在设备支承物上时，它们受到的地震荷载(见图7)将根据下列因素确定:8. 设备支承结构的动态传递特性;b. 规定的设备地震荷载(通常为要求反应谱); C. 所采用
19、的鉴定方法:试验、计算或两者相结合的方法。6.2.2.1 试验方法模拟设备支承处规定的地震运动，监测试验件有意义点立的响应(局部响应)。5 GB 13625-92 注.为评价试验件和试验条件的代表性或为考虑藕合效应或设备的另一种配置而修正实验数据，必要时需进行补于E分析-6.2.2.2 计算方法第一步，通过试验或汁算分析确定模态参数。第二步，可以通过以F方法确定设备重要点上的局部响应，例如za 通过反抗i谱直接转换;b. 将各个振型的响应进行叠加。注:为验证复杂数学模型的结果或确定模态参数以达到对实际较好的近似.可能需要进行试验。组成部分的地震荷载可以用要求反应谱来表示。为了考虑分析的不确定性
20、和试验误差，应对反应谱的峰值取最大值并将反应谱适当加宽。6.2.3荷载荷载以作用到组成部分的物理条件来表示。另外，必须考虑每一个组成部分位置和方向的影响。6.2.4 组成部分的特性6.2.4.1 线性组成部分的物理特性或响应可以是非线性的(例如刚度及模态频率可随应力水平而变化。在这种情况下，为减少实验数据或采用线性模型假定带来的误差应适当考虑其影响。6.2.4.2 阻尼同样的组成部分由于应力水平不同(非线性影响)或振型不同而可有不同的阻尼比.除另有规定外，吁以取以下的阻尼比23. 控制盘、柜，1自界阻尼的7%(在焊接情况下为4%)，b. 电动机，1临界阻尼的2%(在焊接情况下为4%)，c. 电
21、缆托架g临界阻尼的10%(在焊接情况下为4%)。如果不能判别某一器件的类型，则对它建议取阻尼比为临界阻尼的5%。6.3鉴定试验或计算本步骤的目的是提供足够的关于组成部分行为的证据和资料，以便在下一个步骤(结果分析)中证明设备能在假设地震条件下执行其安全功能。为了研究组成部分所有可能的故障模式和失常情况，必须制定好周密的计划。这些故障和失常可以分类为23. 刚性的z这种故障与地震产生的激励的强度有关(例如结构完整性), b. 共振z这种故障与地震产生的激励的强度和频率成分有关(例如电气触点的抖动hc. 累积损坏:这种故障与地震产生的激励强度、频率成分和荷载循环的次数有关。为了研究组成部分的行为2
22、可以进行试验或计算。试验可能适用于某些组成部分或特定的模拟条件，而计算则适用于另一些组成部分或模拟条件。下表列出了选择鉴定方法时要考虑的方面。当鉴定方法只能得到近似的结果时，必须考虑适当的保守裕度。方法适用领域影响准确度的主要因素常用裕度.复杂的功能输入-输出关旱.试验条件(运动型式、环境试验2未确定的故障模式模拟加大试验荷载3动态特性2.试验件的代表性(尺寸、精合效应、功能模拟)6 GB 13625-92 续表方法适用领域影响准确度的主要因素常用裕度.假设的故障模式(结构完整.数学模型的j准确度计算性)2.分析方法(静态等效模态分采用安全旱数2.动态特性的外推和内插析、模态谱分析等6.3.1
23、 试验进行试验的步骤在第7章中详述。6.3.2 计算计算可以对试验进行补充，对实验数据进行外推或内插。计算也能研究确定的有关结构完整性的故障模式、疲劳和应力-应变行为。建议以下两种计算方法g8. 等效静态荷载法。由于模型的粗略近似，用该法可得到保守的结果;b. 动态分析法。该法考虑了构筑物的模态特性并能有效地用线性模型来表示。6. 3. 2. 1 静态等效荷载计算非能动的组成部分可以假定受到如下所规定的恒定而均匀的等效加速度z8. 组成部分在每一根主正交轴的基本频率可以用计算、模态试验或分析方法确定pb. 对于每根正交轴，采用适当的要求反应谱(加速度)来确定在基本频率的不确定性范围内加速度的最
24、大图示值(见图8)，注2不确定性范围在误差计算的基础上进行估算.如果频率研究进行得很差或未进行，则不确定性范围较宽，故必须选择适当的要求反应谱的最大图示值.如果能证明被考虑的部分是刚性的，则可选取零周期加速度值.C. 对于每一根轴为了考虑被忽略的振型的作用.等效加速度值等于以上得到的最大值乘以1.5。如有充分理由也可取较小的数值gd. 为了模拟地震荷载，对于每一根主正交轴的两个方向，相应的等效加速度作用到被考虑的组成部分的质心1:;e. 沿每一根主正交轴的同样的地震作用按平方和的平方根进行叠加。6. 3. 2. 2 动态计算6.3.2.2.1 动态计算可采用三种方法g8. 确定模态参数的计算方
25、法(通常采用计算机程序); b. 被考虑构筑物和部件的数学模型(通常用有限元模型或转移矩阵或其他适当的方法); 确定在适当的地震荷载下振型影响的计算方法(通常通过谱分析)。注z模态试验可以取代以上a，b两项并提供模态参数.6.3.2.2.2 必须证明下列各项.8. 关于计算方法:方法的基本原理，计算机理序的确证，模态响应和方向响应的组合步骤gb. 关于模型假定=理想化原则，有限元的分布步动态自由度的数目，有关参数值，非线性影响，但尼;注试验可有利于改进关于阻恒、线性刚度等的假定。C. 关于从汁算方法和相关模型得到的结果g考虑振型的数目和总的等效质量，被忽略的刚性振型的影响，准确度。注z为证实这
26、些结果，可能需要进行试验。6.3.3 老化处理对于已确定存在某种老化机理，而这种老化机理可能明显地影响地震行为的那些部件需要进行老化处理。在这种情况下，必须首先确定鉴定试验件的寿命值，并在进行其他的模拟或研究试验之前进行7 GB 13625-92 老化处理。6.3.4接口邻接的部件可以明显地与被考虑的组成部分发生相互作用。要注意支承物的特性和功能连接件(例如电缆托架、连接管道等)。6. 3. 5 试验件必要时，模拟试验要在尽可能符合工作条件的代表性试验件上进行。但是，在下列情况下，采用替代物是可以接受的。B. 试验件的替代不与模拟的目的相抵触(例如假器件可以模拟某一支承结构的质量分布，这样可以
27、通过它的振动试验来确定机械传递函数)。b. 能以合理的近似程度预计替代件的影响。6. 3. 6 严酷性对组成部分进行模拟和研究必须考虑抗震鉴定分析6.2.2条中规定的最严重的荷载(地震、功能荷载)的组合。为了考虑大部分的预期修改或考虑该设备的多种应用，组成部分的鉴定应在荷载组合上具有足够的严酷性裕度。6.4 结果分析一一对结果和裕度作出评价本步骤的目的是验证以下几个方面gB. 实际设备可由其地震行为已经过研究和有文件记载的该组组成部分来代表Pb. 对于每一个代表性组成部分，在研究中假定的荷载符合或超过设备的实际工作条件和地震产生的激励荷载。此时，必须考虑组成部分之间的桐合作用，c. 研究得到的
28、组成部分的性能对于设备执行其安全功能来说是保守的。本步骤用于确定与以前鉴定过的设备的特性有某些相似的设备是否满足鉴定要求。图9和图10的例子说明某些推荐的步骤。7 用试验法进行鉴定7.1 概述本章所阐述的试验步骤适用于能承受地震条件的安全系统设备或其他设备的抗震鉴定试验.一般说来，对于复杂的装置对于它们用分析法进行鉴定不切实际)或对于其可能的失常与它们的功能特性有关的那些设备，推荐使用试验方法进行抗震鉴定.为此，设备应在模拟运行的条件下进行试验。抗震试验必须使试验件受到保守地模拟在所考虑的动态事件期间在设备安装位置上出现的振动运动。在确定鉴定试验件的试验时遇到的一个实际问题是如何选择适当的试验
29、运动(详见7.5条选择时必须考虑许多因素，包括试验件的类型、它的位置和预计地震的特性等。进一步要考虑的是确定试验件的用途是专用的还是通用的。在第一种情况下，可以规定地震运动，而鉴定试验可以选择得与所规定的地震技术条件相一致(验证试验)I而在第二种情况下，试验必须设计成按未来的应用条件对试验件进行鉴定。在这种情况下，要采用较通用的地震输入运动易损性试验)。一般来说当需确定各个部件(继电器、电动机、敏感元件等)或复杂装置(例如控制柜)的试验时会发生另外的困难.试验步骤的理论基础超出本标准的范围，但它们可以容易地在有关技术文件中找到。7.2 试验条件8 抗震试验大纲必须包括下列内容=a 地震荷载和试
30、验顺序;b. 输入运动g 安装条件，d 工作荷载和运行条件BP电压、压力he. 设备输出响应和功能特性的监测gt 可运行性的验证。7.2.1 地震荷载GB 13625-92 一般，地震荷载用要求反应谱来规定。通常该谱在最大放大区域加宽以考虑不确定性(未知因素或可变因素)的影响，这些因素例如为未精确知道的建筑物结构的自振频率或试验件在建筑物中的位置。要求反应谱应表明谱加宽的范围。如果不这样，则必须认为要求反应谱是宽频带的。要求反应谱给不出关于相应时程曲线的持续时间和有意义的周波数的信息。因此应该规定这些数值。如果未予规定，则持续时间必须不少于30s以及有意义的周波数在510之间。7.2.2 输入
31、运动施加于试验件基础上的输入运动必须根据7.5和7.2.8.3条的规定从要求反应谱导出。7.2.3 安装被试设备安装在振动台上时，必须模拟预期的工作安装条件.安装方法必须与推荐用于实际工作的方法一致。安装时必须采用推荐的螺栓尺寸和配置实际的焊接方式等。必须考虑电气接线和传感信号管线等的影响。被试设备的方向必须记载在文件中并且必须是对它进行鉴定的唯一方向，除非有足够的理由使鉴定可以扩展到另一个未进行试验的方向。把设备安装到振动台上的方法必须包括对任何插入的工夹具和接线的说明，如果这样的工夹具和接线仅在鉴定中使用而不用于实际的工作安装，则对它俐的影响必须加以估计。7.2.4 荷载设备的抗震鉴定试验
32、必须在正常运行条件下进行，这些条件必须包括电气负荷、机械荷载、热负荷、压力等，它们对设备的功能会产生有害影响。对提交抗震试验的每一个设备必须评价复现全部运行荷载的必要性和可能性，并且必须用文件证明，部分复现(或不复现)荷载不会使试验结果失效。7.2.5 监测必须在试验前、试验中需要时)和试验后用足够数量的监测设备来评价设备的功能特性。此外，必须用足够的监测设备来确定所施加的振动水平。建议除了对振动台进行监测外，还要在该设备上为提供可用于评价试验件振动行为数据所需要的各点上进行监测。这些数据也能在将来对其他用途和作了某些修改的设备的鉴定进行评价或对安装在该设备上的部件(例如安装在控制盘上的仪表)
33、进行鉴定时使用。监测用的敏感元件的位置必须记入文件并附有照片。7.2.6 可运行性的证明按照第6章的规定，在抗震试验期间和(或试验后，设备必须能执行其安全有关功能。7.2.7 试验顺序通常、抗震试验应按下列顺序进行=a. 初步检查(为了检查设备的完整性hb. 功能检验(试验前); C. 振动响应研究(即探查试验hd. 抗震鉴定试验(包括功能检验he 功能检验(试验后) f. 最终检验。抗震试验在总的质量鉴定过程中的顺序在GB12727中规定。7. 2.7.1 振动响应研究应对试验件进行振动响应研究，以确定其动态特性，并有助于选择试验方法和证明试验结果正确与否。9 GB 13625-92 振动响
34、应研究可给出关于自振频率、设备阻尼的数据，并对确定选择单轴或多轴试验有用。探查试验以单轴激励的方式，在低输入振动水平下(低于要求的动态鉴定水平)进行。试验频率必须(在每一根主轴线方向)等于或大于地震输入运动的频率范围。探查试验可采用不可的方法进行，如基础激励法或阻抗法。7.2.7. 1. 1 用基础激励法进行探查试验最普遍采用的方法是低加速度水平的连续正弦波扫描输入。扫频速率不大于2倍频程/分。所选的加速度水平应f使试验装置得到好的信噪比(通常为O.lO.2 g)。用低加速度水平宽频带的周期性随机运动进行共振搜寻，可得到相似的结果。7.2.7.1.2 用阻扰法进行探查试验用移动式挂在振器或采用
35、撞击试验法对构筑物进行激励可实现共振搜寻。为了得到设备的响应曲线(即加速度与频率的关系曲线，或更好是响应和激励之间的传递函数).必须对从监测仪表(加速度计，应变仪等)来的信号进行记录和分析，从这些曲线可获得设备的自振频率。应该指出za. 由于结构t的复杂性及对关键部件的接近受到限制，探查试验可能不能探测到所有的自振频率;b. 由于非线性的原因，高水平激励下的共振响应可能在频率和阻尼上与低水平激励下记录得到的兵振响应不同及在低激励F某些共振点可能不能被发现.因此，在低水平激励下的探查试验的结果可能并未提供有关试验件动态响应的确实资料; 当探查试验是为了证明所选的单频波试验鉴定方法为恰当时，为了表
36、明非线性的影响，可用两个不间的加速度水平进行振动响应研究。为了证明用分析和试验相结合的方法进行鉴定是恰当的.也可用两个不同的加速度水平进行共振搜寻。在任何情况F.如限于设备的结构不能可靠地确定自振频率时，则必须采用7.5.2条中所述的一种试验方法。7.2.8 鉴定试验方法7.2.8.1 总则地震激励是种以随机方式同时在各个方向发生的运动。根据这个观点，试验输入运动应由沿设备的三根正交轴同时作用的三个相互独立的振动波形组成。然而，考虑到目前三轴试验装置较少及在试验件的两根优选水平轴之间同时存在明显的藕合作用时才希望进行三轴试验，故在水平和垂直方向采用多频独立输入运动的双轴试验方法是可接受的。试验
37、必须按7.3.2条的规定进行，并在总的持续时间和产生的疲劳方面取保守的数值。在某些情况下，如果适当地考虑各轴之间的藕合作用，多频或单频激励的单轴试验方法也是可接受的。7.2.8.2 Sl地震和S2地震试验抗震试验的技术条件包括一个(或多个)Sl和S2地震的作用。在缺乏更精确的资料的情况下，通常认为5个Sl的试验是足够的。多个Sl试验的目的是验证向发生概率最大的地震不会损害试验件性能的功能安全，也不会产生这样的疲劳和老化，即当它实际存在而未被探测出时会在随后发生的S2地震中导致设备发生性能故障。当要求对试验件进行运行检验的次数很多时，可能需要模拟比规定更多的S2试验，以便能逐项检验试验件。注在这
38、种情况r.可能暴露出低周波数目下的疲劳现象g为了考虑这一问题，必须对7.2.12条中的试验合格标准进行修改z如果试验件动态特性的变化不明显，则允许对部件进行修理而不必重复整套试验。对于悦和S2两个地震水平，其加速度谱的形状和幅值均可能不同。故为了对试验件进行鉴定，必须知道这些地震水平所相应的加速度谱，通常假定S2谱的形状同Sl一样，但S2谱的幅值为Sl的两JO GB 13625- 92 倍。对于按照7.3.1和7.3.2条规定进行的双轴或单轴试验，允许第4步进行所要求的Sl试验，接着进行S2试验，然后重复相同顺序的试验。7.2.8.3 试验反应谱的可接受性通常应采用随机振动或综合的输入波形进行
39、试验(见7.5.2条。从要求反应谱推出的实际输入运动必须有足够的强度和持续时间，使它的试验反应谱包络要求反应谱或其适当部分(考虑到被试设备的动态特性，即自振频率)。如果5Hz以下没有共振现象，则要求反应谱在5/-玄=3.5Hz的频率值以上被包络。一般，试验反应谱应紧密包络要求反应谱，并同它有相似的形状，以便使输入运动的频率特性与要求反应谱的频率成分相一致。如果在5Hz以下有共振现象，则以下的做法是可以接受的:试验反应谱的幅值在振动台的频率限值以下可低于要求反应谱，但用等效激励法(例如集中的激励)进行替代试验，并且可证明它们的等效性。在任何情况下，试验反应谱必须包络要求反应谱，并包络被试设备的自
40、振频率和高频(ZPAJ部分。试验反应谱必须用适当的分析方法或反应谱分析设备按分辨度为1/3倍频程(或更窄)的频带宽度算得。7.2.8.4 阻尼选择为了将试验反应谱同要求反应谱进行比较，可以应用任何代表性的阻尼比，此值不必同设备的阻尼比相一致。这两个谱的阻尼比原则上应该相等。然而，在某些情况f，即当使用过去的鉴定数据时，存在两种可能性:a. 试验反应谱的阻尼比大于要求反应谱的阻尼比:在这种情况下，若第7章的其他要求得到满足，贝该鉴定是可接受的。b. 试验反应谱的阻尼比小于要求反应谱的阻尼比g在这种情况下，在得到确切的结论以前需要对该数据进行分析。为了产生与要求反应谱有相同阻尼的试验反应谱，-种可
41、能性是分析试验运动。必要时，阻尼水平可取为在试验件上所测得的相应值戎相当于6.2.4条中给出的一个值。7.2.8.5 易损性试验易损性试验用于确定设备的极限抗震能力，试验结果可用来证明对某一设备的某一给定的要求是否恰当。7.5条所述的方法能用来确定易损性数据和保证正确应用。对设备对一特定运动的易损度的测量就构成了对此设备实现此运动的最终能力的证明。例如，如果要求反应谱是宽频带的，则在适当阻尼以下(7.2.8.4条的多频易损性曲线应该覆盖要求反应谱，并比要求反应谱高。7.2.8.6 验证试验验证试验用于对设备为其某一特定应用或对其某一特定要不进行鉴定，试验件必须按7.5条的规定进行试验。7.2.
42、9 组件试验通常，复杂的大组件用模拟最严立的工作条件来进行试验。在这种情况下，试验件在运行条件或模拟运行条件下受到要求的地震输入运动的作用并在试验期间记录其性能。然而，在试验件较为复杂的情况下，这可能是不切实际的，因为这时试验件可能包含分属于几个系统并同位于该构筑物内许多地方的其他设备相连的许多器件(即控制盘含有属于不同电路的物项)。在这种情况下允许采用下列替代方法:用装有不工作的或用等效假负载模拟的器件的组件进行试验，记录器件安装点上的响应，以得到可用于器件鉴定的反应谱。11 GB 13625-92 如果许多器件装在不同控制盘上的不同位置，则建议把要求反应谱取为所有安装位置的反应谱的包络线(
43、见7.2.10条)。为了证实器件的要求反应谱低于应用中要求的试验反应谱，可将以上得到的数据阿从以前鉴定得到的数据或器件的易损性数据进行比较(见7.2.10条。在组件试验中，可以采用7.5.2条中所述的方法或任何其他正确的方法。试验后，必须对组件进行检查并对所有未监测的器件，例如电缆的完整性进行检验。安装不工作器件的目的是保证试验件具有与正常运动情况相同的动态特性。为了考虑被试组件与和它相连接的设备之间的相互作用，可能要求对设备之间的动态相互作用进行附加考虑(见第6章)。例如，能用试验法进行鉴定的控制或动力盘的垂直截段的数日必须加以限制，在这种情况下.必须考虑相连设备之间的动态相互作用。这个要求
44、必须根据设备的类型来评价，并且必须根据具体情况来规定。提交鉴定试验的组件的功能特性必须根据具体情况来规定。7.2.10 器件试验每个器件(继电器、断路器等)必须经受模拟其功能行为的试验。通常，器件以模拟实际工作条件的方式固定在振动台上。器件必须受到可以包络该组件各物项安装位置k预计反应谱的某一地震输入运动(见7.2.9条)的作用。如果不是这样，则器件安装在振动台上应保证动态模拟所要求的安装条件，并受到等于或大于对该组件要求的地震运动。某些类型的组件会在器件的安装位置产生引起高频响应的冲击和颤振。在这种情况下，建议采用从组件试验得到的输入运动进行器件试验。这试验的上限频率值可能高于35Hz(3i
45、lJ 100 Hz)。否则，必须提供附加的数据以证明试验是保守的，并且证明冲击和颤振可能产生的影响已经考虑进去。器件试验可能要求高于35Hz(到100Hz)的频率范围。7.2.11 无临界频率的试验件的试验方法如能证明，设备在反应谱放大区域的频率范围内无共振现象，则可把它视作刚性，并可对它按7.5.3条的规定进行静态试验。7.2.12 试验合格标准试验前、试验期间和试验后(根据设备的类型)必须对设备进行检查，以检验其完整性和性能。合格标准必须预先制定好，不允许发生下列任何情况z3. 发生会阻止或妨碍执行其安全功能的结构故障或倾斜pb 失去输出信号，例如开路或短路，C. 给出乱真的或不希望的输出
46、，例如继电器触点抖动超过规定的限值zd. 在整个工作范围内，整定值或脱扣整定值的漂移大于规定的准确度，e 在整个工作范围内，刻度值的变化大于规定的准确度。但在激振过程中不需对之限定;f. 发生结构故障，例如发生引起丧失功能的部件损坏，松动或变形;g. 丧失要求的功能特性，例如丧失改变状态的能力:h. 丧失压力边界的完整性，例如泄漏，i. 丧失在试验中和试验后或仅仅在发生地震事件后可能需要的正确功能。必须提供足够数量的仪表在激振过程中监测和记录器件的性能，保证以上每一项要求均得到满足。当不能满足这些要求时，必须根据特定应用的有关技术条件对偏离数据进行评价。必须对未能达到满意试验结果的设备组件或器
47、件进行修理、修改或更换。而在任何情况下，设备的整个试验必须重复进行直到得到满意的结果为止。如果试验中要更换某些器件，则必须按照有关标准的规定对它们进行处理(需要时要进行老化处理)。12 7.3 单轴和多轴试验7.3.1 单轴试验GB 13625-92 可证明在设备三根优选轴上进行的单轴试验在下列情况下是适用的g当设备的三根优选轴中每两根轴之间的桐合很小或无藕合，或当设备由于其安装条件的限制只受到单轴激励，或当多方向激励可通过一个附加因素来考虑时。例如，如果某一元件正常安装在单方向主放大运动的试验件上或如果由于部件的结构和(或)安装条件的限制使其运动只能在一个方向上，则单轴试验可认为是恰当的。然
48、后，如果不在所有三根轴上进行试验，则必须证明这样做是恰当的.试验必须按7.5条的规定进行。7.3.2 双轴试验双轴试验通常是在水平和垂直两个方向上施加输入运动。根据可用的试验装置类型的不同，可有以下两种情况。7. 3. 2. 1 双轴试验装置用多频波(参见7.4.1条)试验必须通过沿试验件的水平和垂直轴同时施加独立的激励信号来实现，并在试验件绕垂直轴旋转90后重复进行。沿每根轴得到的试验反应谱必须按照7.2.8.3条的规定.包络要求反应谱。7. 3. 2.2 单轴试验装置如果没有双轴试验装置，则可采用沿与水平轴倾斜的斜面运动的振动台，此时安装平面仍保持水平。由于在此情况下沿两个方向的运动不是独
49、立的，则为了试验同相和反相两种情况，要进行4次试验。试验件按下述位置安装在试验台上8. 位置1:试验件处在所选的一根水平轴与激励方向相一致的位置。b. 位置2:试验件绕垂直轴旋转180。 位置3:试验件相对于位置1绕垂直轴旋转90。d. 位置4试验件相对于位置3绕垂直轴旋转180。采用这种试验方式，所得到的试验反应谱对于试验件的所有兰根轴都有相同的形状，但水平与垂直的相对比值则由振动台的斜度决定。通常这种形式的振动台的振动倾斜角为450，但在某些情况下.倾斜角在2545。的范围内。计划沿试验件两根轴上每一根作用的试验反应谱必须按7.2.8.3条的规定包络相应铀的要求反应谱。由于激励峰值沿两根轴同时发生，本试验可能是保守的。7.3.3 三轴试验进行此试验时，沿试验件的两根正交的水平和垂直轴同时输入激励波。每个波沿该轴产生按照7.2.8.3条规定的包络要求反应谱的试验反应谱。根据试验装置类型的不同，可能遇到两种情况。7. 3.3. 1 兰轴试验装置进行此试验时，向试验件的三根优选轴同时输入独立的激励波。7.3. 3. 2 双轴试验装置垂直水平)
