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원자력 발전소 케비닛의 내진보강에 따른 릴레이 채터링 및 내부응답에 미치는 영향 KCI 등재

정영수, 김성완, 장성진, 정재욱, 최인길
  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/451330
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

원자력발전소의 전기장비는 구조물과 달리 고주파 및 저주파 성분을 모두 포함하는 지진하중에 민감하게 반응한다. 특히, 전기 캐비닛 내부에 설치된 계전기(relay)는 지진 시 접점 채터(contact chatter)나 출력신호 변동 등의 현상을 일으켜 장비의 기능적 건전성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 원전용 축전지 충전기(Battery Charger, B/C) 내부의 계전기를 대상으로 3축 진동대 (Triaxial Shaking Table) 실험을 수행하여, 내진보강(seismic retrofit)에 따른 캐비닛 내부 진동응답 및 계전기 채터 특성을 분석하 였다. 시험은 다주파 인공지진파를 입력하여 수행되었으며, 채터 발생 여부와 지속시간을 실시간으로 계측하였다. 그 결과, 입력가속도 크기가 증가함에 따라 채터 지속시간 및 발생확률이 뚜렷하게 증가하였으며, 응답가속도와 채터발생확률 간의 상관관계를 경험적으로 도출하였다. 또한, 외부 앵글 브래킷(external bracket) 및 스트럿(strut) 등 내진보강 방식에 따른 캐비닛의 진동응답 저감 효과를 정량적으로 평가하였다. 본 연구의 결과는 전기장비의 내진보강 설계 시 구성품 수준의 진동응답 저감 효과를 고려할 수 있는 기초자료 로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Electrical components in nuclear power plants (NPPs) are highly sensitive to both low- and high-frequency seismic excitations, in contrast to primary structural systems. Specifically, relays installed within electrical cabinets are susceptible to contact chatter or signal variation during earthquakes, and this may compromise their functional integrity. In this study, a triaxial shaking table test was conducted on a relay installed within a battery charger (B/C) cabinet to investigate the effects of seismic retrofitting on in-cabinet vibration responses and relay contact chatter. Multifrequency artificial earthquake motions were applied, and relay contact chatter events and acceleration responses were recorded in real time. The experimental results revealed that the duration and probability of contact chatter increased considerably with increasing input acceleration levels. Based on the experimental observations, an empirical correlation was established between the in-cabinet acceleration response and chatter probability. Additionally, the effectiveness of seismic retrofit measures, such as external angle brackets and strut reinforcements, was evaluated in terms of their ability to reduce internal vibration responses. The findings provide important data for developing design and evaluation guidelines for the seismic retrofitting of electrical equipment in NPPs.

키워드
계전기 채터전기 케비닛내진보강응답가속도진동대 실험 relay chatterelectronic cabinetseismic retrofitresponse accelerationshaking table test
목차
ABSTRACT
1. 서 론
2. 시험체 선정 및 내진보강
    2.1 배터리 차저의 내진보강
    2.2 시험 입력 지진파
    2.3 릴레이의 접점상태변화 계측
3. 실험결과
    3.1 응답가속도 변화
    3.2 릴레이 접점 변화 계측 결과
    3.3 응답가속도와 릴레이의 접점 상태 변화시간 관계
    3.4 응답가속도 및 릴레이의 채터링 발생의 확률관계
4. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
저자
  • 정영수(부산대학교 지진방재연구센터 연구교수) | Jeong Young-Soo (Research Professor, Seismic Research and Test Center, Pusan National University, Yangsan, Korea)
  • 김성완(부산대학교 지진방재연구센터 연구교수) | Kim Sung-Wan (Research Professor, Seismic Research and Test Center, Pusan National University, Yangsan, Korea)
  • 장성진(부산대학교 지진방재연구센터 연구교수) | Chang Sung-Jin (Research Professor, Seismic Research and Test Center, Pusan National University, Yangsan, Korea) Corresponding author
  • 정재욱(한국원자력연구원 선임연구원) | Jung Jae-Wook (Senior Researcher, Korea Atomic Energy Research Institute, Daejeon, Korea)
  • 최인길(한국원자력연구원 책임연구원) | Choi In-Kil (Principal Researcher, Korea Atomic Energy Research Institute, Daejeon, Korea, Korea)