Seismic qualification of electrical components on the example of switch cabinets

摘要

The seismic qualification of safety related electrical equipment (cabinets, motors, generators ...) in nuclear plants can be established by different methods like analysis, test and proof by analogy (similarity). The contribution gives two examples of seismic qualification; the first example shows the qualification of a cabinet with respect to stability and functionality. Stability is proved by analysis using a finite element model of the cabinet and performing a dynamic RSMA-calculation. By comparing the von-Mises equivalent stress against permissible values, the stability of the cabinet is assessed. Functionality is proved by separate component tests. To define the test loading for the uniaxial component tests, the calculated maximum accelerations are used. The second example shows how to make use of a successful seismic qualification of a reference cabinet to qualify a similar cabinet with respect to stability. For this purpose the method of 'proof by analogy' is used.%Zur seismischen Qualifizierung von sicherheitsrelevanten elektrischen Komponenten (Schaltschränke, Motoren, Generatoren, ...) in kerntechnischen Anlagen stehen unterschiedliche Nachweismethoden zur Verfügung: z.B. der rechnerische Nachweis, der experimentelle Nachweis oder auch der Analogienachweis. Im Beitrag wird anhand von 2 Beispielen die Anwendung der unterschiedlichen Nachweismethoden aufgezeigt. Im 1. Beispiel wird die Standsicherheit und Funktionsfähigkeit eines Schaltschranks nachgewiesen. Der Nachweis der Standsicherheit des Schranks erfolgt durch Berechnung. Hierzu wird ein Finite-Element-Modell des Schranks erstellt, die Ermittlung der Schrank-Beanspruchung infolge Erdbeben erfolgt durch eine RSMA-Berechnung. Der Vergleich von z.B. von-Mises Vergleichsspannung mit zulässigen Werten liefert den Standsicherheitsnachweis. Die Funktionsfähigkeit wird experimentell durch Test nachgewiesen. Getestet werden dabei nicht der komplette Schrank, sondern nur die funktionsrelevanten Einzelkomponenten. Die Ermittlung der Testbelastung für die einachsialen Tests erfolgt auf Grundlage der zuvor durchgeführten RSMA-Berechnung. Das 2. Beispiel zeigt, wie auf Grundlage des erfolgreichen seismischen Standsicherheitsnachweises eines Schaltschranks ein zweiter, ähnlicher Schaltschrank, durch einen Analogienachweis qualifiziert werden kann.