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[Vibration Test] 통신 장비의 지진 진동 시험(Bellcore/Telcordia GR-63, Earthquake, seismic) 본문
[Vibration Test] 통신 장비의 지진 진동 시험(Bellcore/Telcordia GR-63, Earthquake, seismic)
FAMTECH 2023. 11. 20. 14:38
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Bellcore/Telcordia GR-63 Vibration Test 요구 조건
네트워크 장비 건물 시스템(NEBS™)의 Telcordia GR-63-CORE 표준(이전에 Bellcore라고 함)에 따르면, 북미 네트워크에 설치된 통신 장비는 여러 환경적 스트레스 요인으로부터 보호되어야 합니다. 이 표준은 통신 장비에 대한 최소 공간 및 환경 기준을 정의합니다.
GR-63-CORE 표준의 주요 내용은 다음과 같습니다.
- 공간 계획 및 설계 고려사항: 이 기준은 통신 장비를 위한 공간을 어떻게 계획하고 설계해야 하는지에 대한 지침을 제공합니다.
- 환경 조건 및 시험 방법: 장비가 견뎌야 할 온도, 습도, 진동, 오염 등의 환경 조건과 이러한 조건들에 대한 시험 방법을 명시합니다.
진동 시험(Vibration Test) 방법은 특히 중요한 부분입니다. 이는 다음과 같은 다양한 상황을 포함합니다.
- 운송 중 진동: 이동 중에 장비가 받는 진동에 대한 저항력을 평가합니다.
- 사무실 사용 중 진동: 일상적인 사용 환경에서의 진동에 대한 장비의 내구성을 테스트합니다.
- 지진 진동: 자연 재해나 지진과 같은 극한 상황에서의 진동에 대한 장비의 견디는 능력을 평가합니다.
추가적인 표준들
- IEEE 344, ICC-ES AC156, IEEE 693, IEC 60068-3-3: 이들은 GR-63과 함께 통신 장비의 진동 테스트 방법을 정의하는 여러 문서 중 일부입니다.
- 맞춤형 테스트 프로필: 엔지니어들은 역사적 또는 기록된 데이터를 기반으로 한 맞춤형 테스트 프로필을 개발하여 장비의 운영 환경을 더 잘 모방할 수 있습니다.
진동 시험 방법(Vibration Test Methods)
GR-63이 제공하는 낙하 충격 시험 (drop shock testing) 및 복잡한 지진 테스트(seismic testing)는 전자 장비의 내구성과 신뢰성을 평가하는 데 중요합니다. 이러한 테스트는 장비가 실제 세계의 다양한 환경에서 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 여기에는 각종 충격, 진동, 그리고 지진과 같은 극단적인 상황이 포함됩니다.
낙하 충격 시험 (Drop Shock Testing)
- 목적: 장비가 낙하나 충격에 어떻게 대응하는지 확인합니다.
- 테스트 방법: 기본적인 충격 파동을 사용하여 장비에 갑작스러운 에너지를 전달합니다.
- 평가 기준: 구조적, 기계적 손상 여부를 평가합니다.
낙하 시험은 테스트 방식에 따라 팜테크에서 제공하는 전자식 진동시험기 또는 낙하 시험기로 구현이 가능 합니다. 그리고 분석은 VRC 사의 VibrationVIEW 소프트웨어를 통해 처리 합니다.
지진 테스트 (Seismic Testing)
- 목적: 장비가 지진과 같은 상황에서 어떻게 반응하는지 평가합니다.
- 테스트 방법: 정해진 주파수 범위에 대한 테스트 요구 사항으로 작용하는 필요한 응답 스펙트럼을 제공합니다.
- 방향성: 장비는 x, y, z의 모든 세 축에 대해 테스트되어야 합니다.
- 평가 기준: 테스트 후에는 장비에 대한 영구적인 구조적 및 기계적 손상을 조사합니다.
지진 시험은 테스트 방식에 따라 팜테크에서 제공하는 전자식 진동시험기 로 구현이 가능 합니다. 그리고 분석은 VRC 사의 VibrationVIEW 소프트웨어를 통해 처리 합니다. 이때 지진 규격을 실행하기 위해 IEEE-344 모듈을 포함 하여야 합니다.
테스트 과정
- x축에서의 Sine Sweep 조사: 구조적 공진을 식별합니다.
- 장비의 기능 및 상태 확인: 테스트 전후로 장비의 기능을 확인합니다.
- 합성 지진(SRS) 파형에 장비 노출: 진동 및 충격에 대한 장비의 반응을 측정합니다.
- 데이터 기록: 이동 및 가속도 데이터를 기록합니다.
- 장비 검사: 구조적 및 기계적 손상 여부를 조사합니다.
- 앵커 또는 패스너 토크의 감소 기록: 연결 요소의 안정성을 평가합니다.
- y축 및 z축에 대해 1-6단계 반복: 모든 방향에 대한 테스트를 완료합니다.
- 테스트 보고서 생성: 테스트의 기간, 노출 횟수, 장비의 상태, 반응 시간 기록 등을 포함합니다.
이러한 테스트는 엔지니어가 장비가 예상치 못한 상황에서도 안전하고 신뢰할 수 있음을 보장하는 데 필수적입니다. 테스트 중 장비 교체는 허용되지 않으며, 장비는 사람의 개입 없이 작동해야 합니다. 이 모든 과정은 장비가 실제 세계에서 겪을 수 있는 극단적인 조건에 대비하도록 설계되었습니다.
미국 Verizon 통신 장비 지진 진동 실험 실습
Verizon에서 실시한 실험은 통신 장비가 강한 지진과 같은 극한의 환경에서 어떻게 작동하는지 테스트하는 것을 목표로 했습니다. 이 실험의 핵심은 다음과 같습니다.
- 장비 선택: Verizon은 이 실험에서 스위치, 라우터, 전송 장비와 같은 중요한 통신 장비를 선택했습니다. 이들 장비는 네트워크의 핵심 부분이며, 지진과 같은 자연 재해 시에도 안정적으로 작동해야 합니다.
- 진동 시뮬레이션: 실험에서는 팜테크에서 제공하는 VibrationVIEW 소프트웨어를 사용하여 지진 시뮬레이션을 실시했습니다. 이 소프트웨어는 실제 지진과 유사한 진동을 재현할 수 있어, 장비가 실제 지진 상황에서 어떻게 반응하는지 테스트할 수 있습니다.
- 리히터 규모 시험: Verizon은 이 실험에서 리히터 규모 8.3에 이르는 강한 지진 조건을 시뮬레이션했습니다. 이는 매우 강력한 지진을 의미하며, 장비가 이러한 극한 상황에서도 견딜 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
- 수평 테스트: 실험은 주로 수평 방향의 진동에 집중했습니다. 이는 지진 시 발생하는 진동이 주로 수평 방향으로 이루어지기 때문입니다. 장비가 이러한 진동에 어떻게 반응하는지 관찰함으로써, 실제 지진 상황에서의 성능을 평가할 수 있습니다.
이러한 실험을 통해 Verizon은 자사의 장비가 심각한 지진 상황에서도 안정적으로 작동할 수 있도록 설계 및 개선할 수 있는 중요한 데이터를 얻을 수 있습니다. 이는 전반적인 네트워크의 신뢰성과 안전성을 높이는 데 기여합니다.
지진 진동에 사용된 파형
UDT
"USER-DEFINED TRANSIENT SOFTWARE"는 진동 연구 컨트롤러를 통해 지진 테스트를 수행하는 데 사용되는 소프트웨어입니다. 이 소프트웨어는 GR-63 짧은 시간 파형을 사용하여 테스트를 진행할 수 있습니다. 이것은 특히 지진이나 다른 고강도, 단기간의 충격이 발생할 수 있는 산업에서 유용합니다.
SRS
진동 시험에서 'Time-History Waveform'이란 실제 환경에서 발생할 수 있는 진동 패턴을 시뮬레이션하기 위해 사용되는 데이터의 일종입니다. 예를 들어, 차량이나 항공기 부품이 실제 운영 중 겪을 수 있는 진동을 실험실에서 재현하기 위해 이 데이터가 필요합니다.
VibrationVIEW 소프트웨어를 사용하면 사용자는 원본 'time history' 파일을 소폭 조정하여 필요한 응답 스펙트럼을 충족시키거나 초과할 수 있습니다. 이는 실험 중 발생할 수 있는 특정 진동이나 충격을 보다 정확하게 모사하기 위해 필요합니다.
특히, "adaptive SRS control"이라는 기능이 언급되었는데, 이는 'Shock Response Spectrum'(SRS) 제어를 의미합니다. SRS는 다양한 주파수에서 진동이나 충격에 대한 구조물의 반응을 측정하는 방법입니다. Adaptive SRS control은 구조물의 공진(Resonance)을 자동으로 감지하고 보정하여, 사용자가 웨이블릿 테이블(Wavelet Table)을 직접 수정할 필요 없이 더 정밀한 진동 테스트를 수행할 수 있게 합니다.
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