加速度歷時反應

 (3.1)

其中，

 ：阻尼比(damping ratio);

f

2倍最大振幅值( _max ¹

y

f

2倍最大振幅值( max 1

y

本文以機櫃頂部加速度規(A1、A2)量測所得知之轉換函數圖，推算機 櫃整體反應阻尼比，不同試驗之機櫃阻尼比可由如表3.3 所示。由表 3.3 機 櫃阻尼比可知，X 方向阻尼比介於 3.12%~4.54%之間，Y 方向阻尼比介於 2.58%~4.85%之間；將空櫃(bare)與含質量塊機櫃(mass)之阻尼比進行比對，

再比較 Case 2 與 Case 3 發現當機櫃增加質量塊，阻尼比隨之減少，顯示阻 尼比與質量之間呈反比關係，但 Case 1 機櫃則無此現象，初步判斷其原因 為櫃內構件型態不同(如抽屜或單一面板)導致阻尼結果不相同。

3.2 加速度歷時反應

每組實驗組別之機櫃外部共放置三組加速度規，分別為頂層兩組(A1、

A2)與中間層一組(A3)；機櫃內部加速度規放置位置，於不同組別機櫃放置 不同數量之加速度規，Case 1 (600mm)放置三組(A4~A6)，Case 2 (450mm) 放置八組(A4~A11)，Case 3 (300mm)放置六組(A4~A9)，其中，Case 2(450mm) 內部抽屜有增設 Z 型板，Z 型板上加設一組加速度規探討其動力反應，如 圖 2.21 至圖 2.23 所示，每組加速度規放置於機櫃內部間層後側面板，面板

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及抽屜前側為質量塊放置處，據以了解櫃內設備物改變重量時，加速度放 大倍率與空櫃內層加速度變化情形。最後，使用振動台台面加速度量測資 料(AT)，將所量測之加速度歷時最大值進行相除，可得到機櫃整體之加速度 放大倍率(AF_ZPA)。表 3.4 至表 3.9 為 IEEE693 地震力與 OBE 地震力之加速 度最大值列表。

本文加速度放大倍率定義為機櫃上量測點之最大加速度值(A_max,local)與 機櫃底部加速度最大值(A_max,base)進行相除，即為該位置之加速度放大倍率 (AF_ZPA)。表 3.10 至表 3.27 為地震力 IEEE693 與 OBE 試驗之各量測點加速 度放大倍率，Case 3 (300mm)盤內之 A8 加速度規，因於實驗中加速規訊號 產生問題，故以下比較均不採取A8 點位之實驗數據。不同項目比較影響分 述如下：

(一) 機櫃內部有無設備物 (bare、mass)

圖 3.7 至圖 3.8 為 IEEE693 與 OBE 試驗之加速度放大倍率，均以最大 地震力作為代表，比較 Case1、Case2 及 Case3 機櫃內部有無質量塊之加速 度放大倍率，主要在探討機櫃內質量增減對於加速度放大倍率之規律性。

由 Case 1 (600mm)觀察，IEEE693 地震力與 OBE 地震力反應均為質量櫃 (mass)之櫃內加速度放大倍率大於空櫃(bare)放大倍率。觀察 Case 2 (450mm) 含抽屜之組別可得知，質量櫃(mass)之加速度放大倍率均大於空櫃(bare)。

而抽屜組別 Case 3 反應與 Case 2 相同，故以下比較均以 Case 2 作為代表。

以上不同組別機櫃各方向加速度放大倍率多數呈現機櫃質量增加其加 速度放大因子越大，少部分呈現不規則變化，說明機櫃內部重量，不為影 響加速度放大倍率之主要因素。

(二)含抽屜及無抽屜之型式(600mm、450mm 與 300mm)

由於機櫃內部間層數量不同，本報告均以機櫃內部最頂層之加速規所 量測之加速度放大倍率作為代表比較之。圖 3.9 為空櫃不同間層之放大倍率 比較圖，圖(a)為地震力 IEEE693-0.25g，圖(b)為地震力 OBE-50%，圖(c)為 地震力 IEEE693-0.5g，圖(d)為地震力 OBE-100%下之放大倍率比較結果。

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以下說明不同方向下各組別機櫃空櫃狀態之放大因子反應比較結果：X 方向之圖(b)與圖(c)之加速度放大倍率 Case 3 大於 Case 2 大於 Case 1，圖(a) 與圖(d)之加速度放大倍率為 Case 2 皆大於 Case 1 與 Case 3；Y 方向於 IEEE693 地震下加速度放大倍率為 Case 2 大於 Case 3 大於 Case 1，於 OBE 地震下為 Case 3 大於 Case 2 大於 Case 1；Z 方向均為 Case 2 大於 Case 3 與 Case 1。

圖 3.10 可得知各組別含質量塊之機櫃放大因子反應比較結果：大部分 反應比較結果為 Case 2 (450mm)大於 Case 3 (300mm)大於 Case 1 (600mm)，

除 IEEE693-0.25g 地震 X 方向與 OBE 地震 Z 方向之外，其加速度放大倍率 皆為 Case 3 (300mm)大於 Case 2 (450mm)大於 Case 1 (600mm)。

統整以上比較結果，可觀察出含有抽屜型式之機櫃(Case 2、Case 3)之 加速度放大倍率均高於無抽屜型式之機櫃(Case 1)，其原因為機櫃內部抽屜 受到強震下產生碰撞運動，造成盤內加速度反應產生較大之振幅，導致加 速度放大因子大於無抽屜型式之機櫃。

(三)不同強度之輸入波

(1)、IEEE693 試驗(0.25g、0.375g、0.5g)

圖 3.11 為 Case 1 (600mm)機櫃之無抽屜組別，由 X 方向可看出當地震 輸入波強度越高，加速度放大倍率越小，並可觀察出加速度放大倍率(AF_ZPA) 隨高度增加而有放大的情況。Y 方向之加速度放大倍率之輸入波與量測高 度之趨勢並不顯著，主要為 Y 方向為機櫃後面板之面外方向，地震力作用 下，後側面板產生各別之面外方向局部震動模態(local mode)，導致放大倍 率呈現變化及無規律性。X 向加速度放大倍率約為 1.1~2.2 倍，Y 方向加速 度放大倍率約為 1.3~2.2 倍，Z 方向平均放大倍率為 1.0~1.1 倍，可得知垂 直向放大反應較不顯著。

Case 2 (450mm)為含抽屜型式之機櫃，機櫃抽屜內多加設 Z 型板，主要 放置電驛(relay)之處，為抽屜面外方向；圖 3.12 為 Case 2 (450mm)機櫃之加 速度放大倍率，輸入波強度對於放大倍率無較明顯的規律，但發現 Z 型板 之加速規(A5、A7、A9、A11)加速度放大倍率均大於放置於抽屜後板之加

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速規(A4、A6、A8、A10)加速度放大倍率，其主要原因為 Z 型板本身勁度 較低，產生較大之振動而提升放大倍率。高度方面，X 方向之加速度放大 倍率有隨高度越高倍率越大之趨勢，於抽屜後板之加速度放大倍率為 1.6~4.3 倍，Z 型板之加速度放大倍率為 2.0~5.7 倍；Y 方向於高度並無明顯 規律性，抽屜後板之加速度放大倍律為2.3~4.9 倍，Z 型板之加速度放大倍 率為 2.9~7.2 倍；Z 方向於抽屜後板之加速度放大倍率均約為 1.5 倍，Z 型 板之加速度放大倍率均大於 3。由以上結果可歸納出，機櫃內抽屜加裝之 Z 型板由於勁度低於抽屜，故當地震來臨時，會產生較大之加速度放大倍率，

而導致放置於 Z 型板上的電驛(relay)容易產生顫振(chatter)進而產生電氣設 備無效之訊號傳遞。

Case 3 (300mm)為含抽屜之機櫃組別，如圖 3.13 所示，地震輸入波強 度對於加速度放大倍率並無明顯規律。X 方向之加速度放大倍率有隨高度 提升倍率越大之情況，放大倍率為1.1~4.4 倍；Y 方向之加速度放大倍率較 無隨高度變化之趨勢，放大倍率均為1.4~3.1 倍；Z 方向放大倍率為 1.1~1.8 倍，顯示垂直向較無放大現象。

(2)、OBE 試驗(50%、100%)

Case 1 (600mm)不含抽屜之機櫃，其加速度放大倍率以圖 3.14 所示，

三方向之加速度放大倍率均隨高度提升而有變大之趨勢。X 方向可看出輸 入波強度越高，加速度放大倍率越高，加速度放大倍率為 1.2~2.8 倍；Y 方 向之輸入波強度越高，加速度放大倍率則越小， Y 向加速度放大倍率為 1.6~3.5 倍；Z 方向之加速度放大倍率為 1.05~1.2 倍，可看出垂直向較無放 大效果。

Case 2 (450mm)為機櫃內含抽屜並於抽屜面外方向方向加設 Z 型板之 組別，由圖 3.15 可看出地震波輸入強度與加速度放大倍率無明顯趨勢，但 可觀察出加速度放大倍率於 Z 型板均高於機櫃後面板，X 方向之 Z 型板之 加速度放大倍率為 3.0~9.1 倍，機櫃後板之加速度放大倍率為 2.2~6.8 倍，Y 方向之 Z 型板之加速度放大倍率為 4.7~12.1 倍，機櫃後面板之加速度放大 倍率 2.7~8.1 倍，垂直向之 Z 板加速度放大倍率為 1.6~6.9 倍，機櫃後板放

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大倍率為 1.2~2.1 倍。

Case 3 (300mm)為內含抽屜之機櫃，如圖 3.16 所觀察，輸入波強度對 於放大倍率無明顯規律性，X 方向之加速度放大倍率為 1.6~3.7 倍，Y 方向 之加速度放大倍率為 1.4~5 倍，Z 向之加速度放大倍率為 1.1~3.3 倍。

統整以上不同輸入地震力強度結果，可觀察出機櫃內部面外方向(Y 方 向)之放大倍率均無規律性，由於主要櫃內之面外方向反應均由機櫃本身內 部面板局部運動(local)而產生。而 X 方向之放大效應會隨地震波頻寬範圍型 式不同，而有隨地震強度越大產生放大或縮小現象。最後，垂直方向(Z 方 向)於盤外或盤內之放大倍率均接近於 1。

(四)不同頻寬範圍之地震波(IEEE693、OBE)

本文之電氣盤體機櫃實驗，共輸入兩種地震波型式，一種為 IEEE693 規範之寬頻反應譜，其主要頻率範圍為1.1Hz 至 8.0Hz，如圖 2.12 所示，另 一為臺灣核能電廠之 OBE 樓板寬頻反應譜(OBE)，主要頻率範圍為 3Hz 至 12Hz，次要頻率範圍為 18Hz 至 23Hz，如圖 2.15。輸入兩種不同地震波型 式，比較方式為 IEEE693-0.25g 與 OBE-50%，比對名稱以 0.25g 為表示，

IEEE693-0.5g 與 OBE-100%作為比較，以 0.5g 名稱為代表，觀察機櫃之動 力反應。

圖 3.17 至圖 3.19 為 Case 1 (600mm)之不同地震型式比較圖。圖 3.17 為 X 方向之不同地震波之加速度放大倍比較圖，圖(a)與圖(b)為 IEEE693 試驗 與 OBE 試驗之地震力為 0.25g 之比較圖，可看出櫃內反應為 IEEE693 試驗 比 OBE 試驗易造成機櫃較大之反應，但於地震力 0.5g 時，櫃內反應為 OBE 試驗比 IEEE693 試驗有較大反應；圖 3.18 可觀察出，Y 方向 0.25g 及 0.5g 地震波為 OBE 試驗比 IEEE693 試驗有較大之放大倍率；從圖 3.19 可看出 Z 方向之加速度放大倍率均為 OBE 試驗比 IEEE693 試驗較大，主要由於 Z 方 向輸入波OBE 反應大於 IEEE693 反應，故造成此結果。X 方向之地震波 0.25g 之加速度放大倍率為 1.25~2.71 倍，地震波 0.5g 之加速度放大倍率為 1.08~2.83 倍；Y 方向地震波 0.25g 之加速度放大倍率為 1.40~3.54 倍，地震 波 0.5g 之加速度放大倍率為 1.37~3.23 倍；Z 方向地震波 0.25g 與 0.5g 之加

40

速度放大倍率均為 1.2 倍以內。

Case 2 之不同地震波加速度放大倍率為圖 3.20 至圖 3.22。從圖 3.20 可觀察出 X 方向 OBE 之加速度放大倍率比 IEEE693 加速度放大倍率高；圖 3.21 辦別出 Y 方向之加速度放大倍率為 OBE 試驗較 IEEE693 試驗反應要 高；Z 方向之加速度放大倍率較無規律性，但可觀察出放置於 Z 型板上之 反應於不同輸入地震型式下，放大倍率均高於放置於抽屜後板上之加速度 反應，且從圖 3.22 可看出，地震波 0.25g 均為 OBE 試驗比 IEEE693 試驗反 應高，但當地震波為 0.5g 時之加速度放大倍率均為 IEEE693 試驗比 OBE 試驗高。Case 2 (450mm)之 X 方向加速度放大倍率於地震波 0.25g 為 1.51~9.13 倍，地震波 0.5g 之放大倍率為 1.37~8.26 倍；Y 方向於地震波 0.25g 之加速度放大倍率為 1.30~12.15 倍，地震波 0.5g 之加速度放大倍率為 1.22~11.0 倍；Z 方向於地震波 0.25g 之加速度放大倍率平均為 2.73 倍，地 震波 0.5g 之平均加速度放大倍率為 2.99 倍。

Case 3 為 300mm 內含抽屜之機櫃，如圖 3.23 至圖 3.25 所示，OBE 試 驗之加速度放大倍率大部分大於 IEEE693 試驗。X 方向之加速度放大倍率 於地震波 0.25g 時為 1.15~3.76 倍，地震波 0.5g 倍率為 1.07~4.40 倍；Y 方 向地震波為 0.25g 之加速度放大倍率為 0.84~4.36 倍，地震波 0.5g 之放大倍 率為 1.12~5.02 倍；Z 方向於地震波 0.25g 之加速度放大倍率平均為 1.95 倍，

地震波 0.5g 之平均放大倍率為 1.58 倍。

由以上可知，不同尺寸之機櫃(600mm、450mm、300mm)輸入波，於不 同型式之地震波及相同地震輸入波強度下之加速度放大倍率大致上為 OBE

由以上可知，不同尺寸之機櫃(600mm、450mm、300mm)輸入波，於不 同型式之地震波及相同地震輸入波強度下之加速度放大倍率大致上為 OBE