近年来，国内外地震频发，就像洪水、风暴一样，给人们的生命和财产造成了巨大的损伤。地震对通信及涉及安全（如核控制方面等）的设备会造成一定的破坏，所以这些设备都应经过地震模拟测试，以检测产品的抗震性能。对于结构的抗震性能的研究和检测，主要采用3种方法：低周期反复载荷试验（又称拟静力试验）；计算机—电液伺服联机试验（又称模拟动力试验）；模拟地震振动台试验。
VENZO 880振动控制器的瞬态冲击可激励振动台或液压台，以模拟地震波或者元器件在使用中经受的地震所引起的短持续时间的脉冲和振荡。通过瞬态冲击试验后的产品进行功能和性能检测，以评估产品承受特定地震环境的能力。瞬态冲击试验中，常见的激励波形有拍波、衰减正弦波、正弦、哨叫、白噪声、导入时域波形文件等，同时可对波形进行加窗、裁剪、补偿、去直流、高低通滤波、缩放、重采样等设计，生成定制的目标波形。
今天我们就以VENZO 880振动控制器的瞬态冲击模块为基础，一起来了解通信设备的地震模拟测试，希望通过本文的介绍，能给大家在工作和学习中提供一些有意义的参考！
PART1 地震的形成
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。
PART2 地震模拟测试
地震模拟测试的主要对象之一是通信设备，如交换设备、传输设备、通信电源设备、移动基站设备等。因为这些设备一旦瘫痪，将对救援工作的展开产生很大的影响。为此，我国出台了YD 5083《电信设备抗震性能检测规范》的标准，其中规定了这些设备的抗震测试的测试方法及抗震性能评估方法等，以避免或减轻电信设备的地震破坏，提高通信系统运行的可靠性，减少地震造成的经济损失。
一般采用以下测试流程：
（1）被测设备的抗震性能检测按送检烈度进行考核，其起始送检烈度不得高于8烈度。
（2）被测设备震前通信技术性能测试。
（3）布置测点。
（4）被测设备振动响应检查测试。
（5）抗震性能考核。
（6）被测设备震后振动响应检查测试。
（7）被测设备震后通信技术性能测试。
其中：
振动响应检查测试：目的是确定被测设备在地震频率范围内的共振频率，所以振动响应检查的激励能量不得引起被测设备任何机械破坏，应采用较低的水平。测试方法采用白噪声激振法或正弦扫描法。
白噪声激振法：是目前国内外在确定被测设备固有频率时常用的一种方法。根据研究，确定白噪声激振法采用的加速度幅值为0.05-0.1g，频率范围为1-35Hz。
正弦扫描法：目前国际上较为推荐采用的一种方法，但各国对正弦波加速度幅值及扫描范围的规定各不相同。如IEC《电气设备抗震涉及标准》规定采用正弦波加速度幅值为0.1g或更大一些，扫描范围为1-35Hz，扫描速率不低于1oct/min；日本《电气设备抗震设计指南》规定正弦波加速度幅值为0.03-0.05g，扫描频率范围为1-20Hz；法国《抗震设计导则》规定加速度幅值为0.05-0.2g，扫描频率为1-35Hz。
考虑到国内电信设备的特点，我们一般采用正弦波加速度幅值为0.03g-0.05g，扫描频率范围为1-35Hz，扫描速率为1oct/min。
抗地震性能考核：国内外地震记录和研究表明，地震波产生的地面加速度的卓越频率主要分布在5-20Hz频率范围内，只有该频率范围内的地面加速度超过重力加速度。而目前我们开展的主要电信设备抗震试验研究表明水平向固有频率基本分布在该范围内，垂直向固有频率大于20Hz，超出该范围的对电信设备的影响较小。因此规定如果在振动响应检查中得到的电信设备的垂直向固有频率高于20Hz，就可以只做两个水平向的抗地震性能考核。
振动台输入波形如何确定呢？
一般规定输入波形为正弦共振拍波或人工合成地震波。
正弦共振拍波是欧美各国设备抗地震性能检测中采用最多的波形。在地面上时，正弦共振拍波与水平实际地震波在结构上的共振方式也相似。一般采用正弦五拍波，每拍5周，间歇应能够使设备的响应运动没有显著的迭加，振动持续时间应该相当于地震时间历程强部的持续时间，其大小公式为：
式中：t表示持续时间；
t0表示间隔时间；
f表示考核频率，取振动响应检查测试测得的被测设备固有频率。
正弦共振拍波波形如图所示：
根据激励波加速度反应倍率得出要求反应谱，可反演出人工合成地震波。人工合成地震波的持续时间不少于30s，强震部分不少于20s。目前欧洲、日本、美国等国家的电信设备抗震考核试验主要采用人工合成地震波作为考核波，我国国家标准GB/T13540-92《高压开关设备抗地震性能试验》、GB50260-96《电力设施抗震设计规范》中，也分别规定可以采用人工合成地震波。
NEBS认证是北美国家对电信网络设备实施的非强制性认证。NEBS认证地震测试依据GR-63-CORE：2006进行测试，该标准将试验强度分为4个不同等级，对应评估设备在不同强度地震带下的生存能力。VENZO 800内置了Earthquake-Zone2、Earthquake-Zone3、Earthquake-Zone4的地震波波形，可方便快捷的实现GR-63-CORE：2006标准中的地震波模拟。
输入波形加速度如何确定呢？
对通信设备进行抗震性能考核时，水平向输入波形加速度按下式计算：
aH=k1*k2*a1
式中：aH表示水平向输入波形加速度；
k1表示设备重要度系数；
k2表示建筑楼面加速度放大倍率；
a1表示地面加速度。
k1，k2的取值可参考YD 5083 表6.3.1-1，a1的取值可参考表6.3.1-2。
垂直向测试的输入波形加速度为水平向加速度的1/2。
PART3 地震模拟测试示例
示例1：
某移动基站设备根据YD 5083抗震测试标准进行正弦拍波8烈度垂直向测试。拍频频率为1Hz,5个拍波，拍波周期数为5，拍频间隔2000ms,8烈度水平向地面加速度量级0.08g。
根据aH=k1*k2*a1和YD 5083 表6.3.1-1，得到aH=1.1*3*0.08=0.264g，垂直向加速度为水平向的1/2，所以最终加速度目标为0.132g。
VENZO 880控制软件中设置条件如下图所示：
下图是拍波试验的试验运行曲线：
示例2：
某交换设备根据YD 5083抗震测试标准进行人工合成地震波7级烈度垂直向测试。
根据aH=k1*k2*a1和YD 5083 表6.3.1-1，得到aH=1.1*2*0.1=0.22g，垂直向加速度为水平向的1/2，所以垂直向加速度为0.11g。结合图6.2.2中的通信设备加速度反应倍率，可得到垂直向的各固有频率点的反应加速度为：
VENZO 880控制软件中设置条件如下：
√ 根据上表设置响应谱，如图所示。
√ 设置阻尼比，有效持续时间等参数。
√ 反演得到地震合成波形。
√ 人工合成地震波试验的运行曲线：
示例3：
某电信网络设备需要通过NEBS认证，根据GR-63-CORE：2006的地带3的合成波形确定测试量级。
VENZO 880控制软件中设置条件如下：
选择“导入波形”，导入软件自带的合成波形文件“Earthquake-Zone3.bin”。
NEBS认证项目地带3的运行曲线：
