방송통신설비의 내진 시험방법

제1장 총칙

「방송통신설비의 안전성ㆍ신뢰성 및 통신규약에 대한 기술기준」(이하 "기술기준"이라 한다)중 제5조의 규정에 의한 지진대책을 수행함에 있어서, 방송통신설비의 내진성능을 검증하는 방법을 정함을 목적으로 한다.

① 이 공고는 기술기준 중 지진대책 기준에 대한 시험검증 또는 해석검증을 수행하는데 적용한다.

② 이 공고는 기술기준에 의한 지진대책을 수행하는 통신사업자, 통신설비 설치ㆍ제조업체, 내진시험기관 및 적합조사를 수행하는 기관 등에서 사용될 수 있다.

① 이 공고에서 사용하는 용어의 정의는 다음 각 호와 같다.

1. "시험검증"이라 함은 시험대상설비를 진동대 위에 설치하고 기술기준에서 정한 지진가속도를 부여하여, 기능이상과 외부손상 여부 등의 판정조건을 확인하는 직접적인 방법을 말한다.

2. "해석검증"이라 함은 시험대상설비의 구조를 수치해석적인 방법으로 모델링하고 기술기준에서 정한 지진가속도를 부여하여, 외부손상 여부와 변위 등의 판정조건을 확인하는 간접적인 방법을 말한다.

3. "요구응답스펙트럼"이라 함은 내진설계의 검증을 위해 시험대상설비에 인가하여야 하는 최소 지진가속도를 주파수의 함수로 표현한 것으로서 기술기준 별표 2에서 제2호‘나’목에 의한 층응답스펙트럼은 "내진요구응답스펙트럼"이라 하고 제4호‘나’목에 의한 층응답스펙트럼은 "면진요구응답스펙트럼"이라고 한다.

4. "시험응답스펙트럼"이라 함은 내진설계의 검증을 위한 시험검증시 시험대상설비에 실제로 인가된 지진가속도를 주파수의 함수로 표현한 것을 말한다.

5. "간섭함수"라 함은 주파수영역에서의 두 신호의 상관관계를 나타내며 0과 1 사이의 값으로 표현한다.

6. "상호상관계수함수"라 함은 시간영역에서의 두 신호의 상관관계를 나타내며 0과 1 사이의 값으로 표현한다.

7. "가진"이라 함은 시험검증을 위해 요구응답스펙트럼을 만족하는 지진가속도를 시험대상설비에 부여하는 것을 말한다.

8. "영주기가속도"라 함은 응답스펙트럼의 높은 주파수 영역에서 주파수의 증가에 따라 수렴하는 가속도 값으로서, 시간영역에서 지진파의 최대 가속도를 의미한다.

9. "차단주파수"라 함은 응답스펙트럼에서 지진가속도가 영주기가속도로 수렴하기 시작하는 주파수로서, 진동의 증폭이 일어나지 않는 최소 주파수를 의미한다.

10. "공진검색시험"이라 함은 시험응답스펙트럼의 적합성을 평가하거나 시험 후 시스템의 변형 등을 분석하기 위해, 시험대상설비의 공진주파수를 탐색하는 가진 시험을 말한다.

11. "응답변위법"이라 함은 지하 구조물과 주변 지반 관계에서의 경계조건과 지진 시에 생기는 지반 변위에 의한 지진 하중을 모델링하여 정적으로 계산하는 방법을 말한다. 용어에 대한 세부적인 내용은 건축구조기준에서 정하는 바에 따른다.

② 제1항 이외의 관련 용어는 「전기통신기본법」, 「전파법」과 「전파법 시행령」, 「방송통신설비의 기술기준에 관한 규정」, 「접지설비ㆍ구내통신설비ㆍ선로설비 및 통신공동구등에 대한 기술기준」, 「방송통신설비의 안전성ㆍ신뢰성 및 통신규약에 대한 기술기준」에서 정한 바와 같다.

제2장 일반 조건

① 시험대상설비는 다음 각 호와 같다.

1. 통신장비 : 교환기, 전송단국장치, 중계장치, 다중화장치, 분배장치, 기지국 송수신 장치, 고객정보 저장장치, 단문메시지 저장장치

2. 전원설비 : 통신장비의 운용을 위하여 설치하는 수변전장치, 정류기, 축전지, 비상용 발전기

3. 부대설비 : 지진대책 대상 통신장비를 설치하기 위하여 시설하는 바닥시설(이하 바닥시설이라 한다.)

4. 옥외설비

가. 철탑시설 : 강관 등으로 구성되어 대지 또는 옥상에 시설하는 철탑과 철주 및 건축법시행령 제118조의 규정에 따라 신고하는 철주

나. 선로구조물 : 통신구, 관로, 맨홀, 통신용 전주

② 시험대상설비의 검증방법은 다음 각 호와 같이 적용한다.

1. 제1항제1호의 통신장비와 제2호의 전원설비 중 정류기는 시험검증을 적용한다.

2. 제1항제2호의 수변전장치와 예비전원설비, 제3호의 바닥시설 및 제4호의 옥외설비는 시험검증 또는 해석검증을 적용한다. 다만, 제17조 시험결과 판정조건에 해당하는 장비는 시험검증을 수행한다.

① 요구응답스펙트럼은 지반과 동일한 높이 또는 지하에 설치되는 설비는 지반응답스펙트럼을 사용하며, 건물의 지반보다 높은 층에 시설되는 설비는 해당 층의 층응답스펙트럼을 사용한다.

② 지반응답스펙트럼은 기술기준에서 제시된 건축물등급, 지역계수 및 지반분류를 이용하여, 「건축법」 제48조, 제48조의2 및 「건축물의 구조 등에 관한 규칙」 제3조제2항에 의한 「건축구조기준」에 따라 작성하여 사용한다.

③ 층응답스펙트럼은 방송통신설비가 설치되는 해당 층에 대한 응답스펙트럼을 작성하여 사용하거나, 기술기준 별표2에서 제시한 층응답스펙트럼을 사용한다.

④ 바닥시설에 설치될 장비를 별도로 시험할 경우, 요구응답스펙트럼은 바닥시설 상단의 응답스펙트럼을 사용한다.

⑤ 시험응답스펙트럼은 제11조의 조건에 따라 요구응답스펙트럼을 포락하여야 한다.

⑥ 면진요구응답스펙트럼은 면진장치가 건물 높이의 30 % 이하 위치에 설치되는 경우 다음 각 호와 같이 할 수 있다.

1. 0.5 Hz ~ 8.3 Hz 구간 적용 경감율

가. 1/5 높이에 설치되는 경우 13 %

나. 1/10 높이에 설치되는 경우 25 %

다. 1 층에 설치되는 경우 38 %

2. 8.3 Hz ~ 33.3 Hz 구간은 계산된 영주기가속도까지 로가리듬 단위로 선형보간하여 사용한다.

① 시험대상설비는 실제 사용되는 형태와 동일하게 구성하고 설치한다. 다만, 기능시험과 관련이 없는 구성품은 실물과 유사한 모형으로 구성할 수 있다.

② 기능시험을 수행하는 경우, 시험이 수행되는 동안의 동작 상태를 확인할 수 있는 측정장치를 시험대상설비와 연결하여 설치한다.

③ 바닥시설과 통신장비를 함께 시험하는 경우, 진동시험대의 바닥면과 시험대상설비 사이의 바닥시설은 실제 설치방법과 동일하게 설치한다.

④ 바닥시설을 별도로 시험하는 경우, 바닥시설 위에 설치될 실물과 유사한 모형을 설치한다.

시험검증절차는 다음 각 호와 같다.

1. 시험 수행 전 관련 서류와 시험대상설비를 확인하여 시험에 필요한 구비요소 및 구조 등의 적정성을 검토한다.

2. 진동대에 시험대상설비를 설치한 후 다음 각 호의 사항을 점검하고 이상 유무를 기록한다.

가. 시험대상설비 외부의 변형 및 파손 상태

나. 통신, 전원 등의 기능에 영향을 미치는 배선 연결상의 문제점

다. 고정방법의 적절성

라. 변위측정장치, 가속도측정장치 등의 센서 설치 위치 및 상태

마. 시험대상설비의 전원, 디스플레이, 스위치 및 데이터 처리 등의 동작상태

3. 제2호의 점검에서 이상이 발견된 경우에는 보완 조치하고 재검사한다.

4. 요구응답스펙트럼에 의한 지진파로 가진한다.

5. 제17조의 판정조건에 따른 적합 유무를 확인한다.

6. 시험대상설비의 공진주파수와 감쇠비의 실측이 필요한 경우 가진시험 전과 후에 측정한다.

제3장 세부 조건

제1절 구성 요소

시험검증에 필요한 구성 요소는 다음 각 호와 같다.

1. 진동대

2. 시험대상설비

3. 변위측정장치

4. 기능시험을 위한 측정장치

5. 가속도 측정장치

가. 동작범위 : 1 ㎐ ~ 50 ㎐ 이상이어야 한다. 다만, 면진장치를 포함하여 시험하는 경우에는 0.5 ㎐ ~ 50 ㎐이상이어야 한다.

나. 오차범위 : 5 ㎝/s2 이하

다. 설치위치 : 진동대면 및 적절한 위치

① 진동주파수범위의 최저주파수는 1 ㎐ 이하, 최고주파수는 50 ㎐ 이상이 되어야 한다.

② 3축(X/Y/Z)으로 동시에 가진이 가능하여야 하며, 1축 또는 2축 진동대를 사용할 경우에는 제12조제4항의 조건을 따른다.

③ 진동대는 각 축 방향에 대해 간섭함수값 0.5이하 또는 상호상관계수함수값 0.3이하가 되어야 한다.

시험대상설비 설치 시 고려하여야 할 사항은 다음과 같다.

1. 진동대에 시험대상설비를 설치하는 경우에는 실제와 유사한 방법으로 수행한다.

2. 시험대상설비를 모형으로 구성하는 경우에는 실제 장비와 유사한 질량을 가지고 전체 대상설비의 무게중심이 유사하도록 구성하며, 모형의 내진 강도는 실제보다 높지 않아야 한다.

3. 시험대상설비의 하단부를 고정하는 방법이 여러 가지가 가능한 경우에는 변형력이 가장 크도록 설치한다.

4. 설치 위치가 정해지지 않은 모듈로 된 대상설비는 실제 설치되는 캐비넷 또는 랙의 최상단에 설치하여 기능시험을 수행한다.

5. 캐비닛 또는 랙의 쉘프 단위 블록이 비어 있는 경우, 유사한 모조 질량의 가공품을 탑재하여 시험한다.

제2절 시험응답스펙트럼

① 시험파형은 요구응답스펙트럼의 영주기가속도와 동등하거나 더 높은 최대 가속도를 가져야 한다. 다만, 면진요구응답스펙트럼에 대한 최대 가속도는 영주기가속도의 90%(오차범위 ±10%)를 초과하여야 한다.

② 시험응답스펙트럼은 시험주파수 범위에서 요구응답스펙트럼 이상의 가속도 값을 가져야 한다.

③ 시험응답스펙트럼은 증폭주파수 대역에서 요구응답스펙트럼 가속도값의 50% 이상을 초과하지 않아야 하며, 시험응답스펙트럼이 50 %를 초과한 경우, 시험대상설비가 제17조의 판정기준에 만족하지 않으면 재시험 한다.

④ 다음 각 호의 경우에는 시험응답스펙트럼이 요구응답스펙트럼 이하로 되는 것을 허용한다.

1. 3.5 ㎐로부터 차단주파수까지의 범위에 대하여는 다음 각 목과 같이 적용한다.

가. 요구응답스펙트럼보다 낮은 시험응답스펙트럼의 어떤 한 주파수에 대하여 인접한 1/6옥타브 지점이 최소한 요구응답스펙트럼과 동등하고, 인접한 1/3옥타브 지점이 최소 10 %이상이면 요구응답스펙트럼보다 10 %이내로 떨어지는 것을 허용할 수 있다.

나. 시험응답스펙트럼의 1/6옥타브 간격 분석에 의하여 요구응답스펙트럼보다 낮은 가속도값을 갖는 시험응답스펙트럼의 점들이 각각 "가" 목의 조건을 만족하고, 서로 1옥타브 이상의 주파수 간격으로 나타나는 경우 최대 5개까지 허용할 수 있다.

2. 1 ㎐ 에서 3.5 ㎐까지의 주파수 범위에 대하여 다음 각 목과 같이 적용한다.

가. 최저 공진주파수가 5 ㎐ 이상에 존재하는 경우, 1 ㎐에서 3.5 ㎐ 주파수 범위에서 허용한다.

나. 5 ㎐ 미만의 주파수 범위에서 공진이 일어난 경우, 가장 낮은 공진주파수의 70 %까지 허용한다.

3. 면진요구응답스펙트럼의 주파수 영역에서 시험시료(면진장치가 포함된 방송통신장비)의 최저 공진주파수가 0.67 ㎐ ~ 1.0 ㎐인 경우, 최저 공진주파수의 75%(오차범위 ±10%)까지 허용한다.

제3절 실행조건

① 요구응답스펙트럼에 적합한 지진파를 각 축에 동시에 적용하여 가진한다.

② 가진 주파수범위는 사용하는 요구응답스펙트럼의 주파수 범위를 포함하여야 한다.

③ 가진파형은 첨두가속도 값이 최고 가속도의 25 % 이상인 상태를 15 초 이상 유지하는 구간이 있어야 하고 해당 구간에 최고 가속도가 포함되어야 한다.

④ 1축 또는 2축 진동대로 시험하는 경우에는 3축 진동대 시험에 의한 동시 가진 효과를 고려하여 시험 조건을 설정한다.

⑤ 가진 시험 횟수는 다음 각 호와 같이 한다.

1. 면진장치를 포함하지 않은 경우, 기술기준 별표 2 제2호 성능기준에 대한 시험은 내진요구응답스펙트럼에 의한 지진파로 2 회 실시한다.

2. 기술기준 별표 2 제4호에 의한 방송통신설비용 면진장치를 포함한 시험은 내진요구응답스펙트럼에 의한 지진파로 1 회 시험 후, 면진요구응답스펙트럼에 의한 지진파로 1 회 시험한다.

제4조의 시험대상설비가 벽면에 설치되는 경우에는 벽면의 내력과 유사한 구조물을 구성하여 시험한다.

① 제4조제2항에 의한 해석방법을 적용할 때에는 다음 각 호와 같이 한다.

1. 수변전장치와 예비전원설비, 바닥시설 및 건물 옥상에 설치하는 철탑시설은 기술기준 별표 2의 층응답스펙트럼 또는 설비를 설치하는 건물 층에 대한 층응답스펙트럼을 사용하여 해석한다.

2. 지면에 설치하는 철탑시설과 통신용 전주는 건축물 내진설계기준 (KDS 41 17 00)에서 규정한 해석방법을 사용한다.

3. 통신구, 관로, 맨홀은 응답변위법을 사용하고, 통신구의 구체적 조건은 공동구 설계기준(KDS 11 44 00)의 해석방법을 준용한다.

② 해석을 적용하는 대상 설비의 모델링 방법은 다음 각 호의 조건을 갖추어야 한다.

1. 구성 부품, 지지요소 및 결속부 등의 강성과 강도는 실제 사용 재료의 특성을 반영하여야 하며, 그렇지 않은 경우, 타당한 이유를 제시하여야 한다.

2. 지진하중에 영향을 주는 질량분포는 대상설비의 설치 상태의 값을 반영하여야 하고 해석모델과 설계(실물)모델의 무게 편차는 10 % 이내로 한다.

3. 해석 대상설비의 고유주기는 측정, 해석 등을 통해 도출된 물리적 특성값을 반영하여야 한다.

4. 그 외 사용 조건은 실물 설치와 최대한 구조적 유사성을 갖도록 한다.

제4장 결과 처리

① 시험결과 보고서에는 다음 각 호를 포함하여야 한다.

1. 방송통신설비 내진 시험결과 요약서 (별표 1)

2. 시험대상설비의 규격과 기능, 센서의 설치 위치, 기능시험을 위해 설치한 측정장치의 종류 및 연결 방법 등

3. 시험응답스펙트럼과 각 축에 적용된 가진 데이터

4. 공진검색시험에 의한 시험대상설비의 공진주파수와 감쇠비

5. 시험검증절차를 확인을 위해 사용된 모형과 설치 과정 등의 동영상 또는 사진

6. 기술기준 [별표2] 제2호 나목의 2)-나) 및 제4호 나목의 2)-가)에 따라 영주기 가속도를 직접 계산하여 사용한 경우 시험결과가 유효한 설계스펙트럼가속도 및 건물 내 설치 높이

7. 시험결과

가. 시험 전ㆍ후, 시험 중 대상설비의 전기, 통신 등 기능수행 상태

나. 시험대상설비 상단의 단방향 최대 변위폭

다. 시험대상설비의 손상 상태

② 방송통신설비용 면진장치가 포함된 경우, 제1항 외에 다음 각 호를 추가로 포함한다.

1. 방송통신설비용 면진장치 시험결과 요약서(별표 3)

2. 면진장치의 종류, 구조적 규격(장치 사양) 및 성능 규격

3. 시험용 탑재물 하중 및 형태

4. 면진장치에 대한 공진 주파수 탐색 수행 내용 및 결과

5. 기술기준 별표 2 제4호‘나’목에 의하여 시험에 사용한 층응답스펙트럼 내역 및 시험응답스펙트럼

6. 면진장치를 사용한 시험대상 설비 또는 시험용 탑재물의 가속도, 상대 변위 등 면진 기능 특성으로 나타난 계측 내역

7. 가진 시험 전ㆍ후 면진장치와 시험대상 설비 또는 시험용 탑재물의 변화 상태

8. 면진장치의 발생 변위값

9. 기타 사항(필요시)

해석결과 보고서에는 다음 각 호를 포함하여야 한다.

1. 방송통신설비 내진 해석결과 요약서(별표 2)

2. 해석방법 및 해석결과

3. 입ㆍ출력 데이터와 해석모델 정보

4. 해석 대상설비의 접합부 내력 및 앵커링 등 지지력

5. 요구성능(허용응력 및 한계상태)

① 통신장비, 전원설비, 바닥시설은 다음 각 호와 같다.

1. 내진시험 후 다음 각 목과 같은 손상이 없어야 한다.

가. 시험대상설비의 전복 또는 전도

나. 시험대상설비의 바닥 고정부 이탈

다. 설치된 구성품의 이탈

라. 시험대상설비의 프레임 변형 또는 파손

마. 바닥시설 자체의 결합부분이 이탈되거나 진동대 고정부분 이탈

바. 앵커링, 볼트 등의 고정장치 자체의 균열, 변형 및 절단

사. 기타 육안으로 확인이 가능한 변형이나 파손

2. 내진시험 중과 완료 후 유지되어야 하는 전기 및 통신 기능은 다음과 같다.

가. 통신장비는 통신신호의 이상이 발생하지 않아야 한다.

나. 전원설비는 전원공급의 이상이 발생하지 않아야 한다.

3. 통신장비류는 해당 설비의 바닥면을 기준으로 설비 상단의 단방향 진동 변위폭이 최대 75 ㎜를 초과하지 않아야 한다.

② 방송통신설비용 면진장치가 포함된 시험은 다음 각 호와 같이 한다.

1. 면진장치에 대한 조건은 다음 각 목과 같다.

가. 구조적 건전성과 기능유지를 만족해야 한다.

나. 다음과 같은 손상이 있어서는 안된다.

1) 내외부 구성품의 파손

2) 면진 부품의 기능 상실

3) 구성품 간 연결 부품의 이탈

다. 면진장치의 하부 구성재와 시험대상설비가 올려지는 상부구성체는 가진 전의 최초 교합 상태와 비교하여 복원 성능이 상실될 정도로 이탈되지 않아야 한다.

2. 면진장치 위에 시험용도로 탑재한 구조물의 조건은 다음 각 목과 같다.

가. 구조적 건전성과 기능유지를 만족하여야 한다.

나. 구성품의 파손이나 이탈 등이 없어야 한다.

다. 가진 전 시설 위치로부터 가진 종료 후 진동대 외부에서 관측되는 이탈이 없어야 한다.

3. 면진장치와 시험대상설비 또는 시험용 탑재물을 설치한 방법에 따라서 추가된 구성 재료 또는 부품의 파손이 없어야 한다.

4. 통신장비와 함께 시험하는 경우 판정조건

가. 시험 중 및 시험 후에 통신 신호 전송에 영향이 없도록 정상상태를 유지하여야 한다.

나. 시험중에 해당 설비의 바닥면을 기준으로 설비 상단의 단방향 진동 변위폭이 최대 75 ㎜를 초과하지 않아야 한다.

다. 시험 후 물리적인 파손이 없고 설비 원형이 보존되어 있어야 한다.

③ 옥외설비의 성능 판정조건은 다음 각 호와 같다.

1. 붕괴방지수준: 기술기준에 의한 붕괴방지수준은 시험대상설비가 탄성 상태를 유지하지 못하더라도 이에 의하여 주변 시설에 심각한 피해를 주는 파손ㆍ낙하가 없어야 하고 통신이 두절될 정도로 시험대상설비가 포함하고 있는 통신설비 및 연결 케이블의 파손이나 이탈 등의 손상이 발생하지 않아야 한다.

2. 장기복구수준: 기술기준에 의한 장기복구수준은 시험대상설비가 부분적으로 비탄성 변형이 발생되어도 복구 방안이 마련되어 일정 기간 내 복구가 가능한 부분적 손상을 허용하더라도 주변 시설에 피해를 주는 파손ㆍ낙하가 없어야 하고, 통신이 두절될 정도로 시험대상설비가 포함하고 있는 통신설비 및 연결 케이블의 파손이나 이탈 등의 손상이 발생하지 않아야 한다.

해석방법을 적용한 설비는 기술기준에서 정한 재현주기와 성능수준에 대하여 판정하며 그 세부조건은 다음 각 호와 같다.

1. 기능유지는 해석적용 후 구조적으로 원래의 상태를 유지하여야 하며 세부 조건은 다음 각 목과 같다. 다만, 기계, 전기, 통신 동작이 요구되는 설비 또는 그 구성요소의 기능유지는 추가로 시험에 의한 판정이 요구된다.

가. 대상설비 구성품의 영구적 변형 또는 손상이 없어야 한다.

나. 대상설비의 지지 및 결속 부분에 나타나는 응력이 허용 강도를 초과하지 않아야 한다.

2. 붕괴방지와 장기복구에 대한 것은 제17조제2항제1호 및 제2호를 준용한다.

3. 대상 시설 및 해석방법에서 요구하는 목적에 따라 허용 변위조건을 만족하여야 한다.