누전경보기

[백열전구]

누전경보기

개 요
 
   누전 경보기는 건축물의 천정 , 바닥, 벽  등의 보강재로 사
   용하고 있는 금속류 등이 누전의 경로가 되어 화재를 발생시
   키기 쉬우므로 이것을 방지하기 위하여 누설  전류가 흐르면 
   자동적으로 경보를 발하도록 한 것이다.
   누전 경보기는 누설 전류를 검출하는 영상 변류기와,  그 전
   류를 증폭하는 수신기 및 경보를 발하는  음향장치로 구성되
   어 있다.
 
설치기준 및 대상
 
  1) 설치 방법
    ① 경계전로의 정격전류가 60A를 초과하는 전로에 있어서는 
       1급 누전경보기를, 60A이하의 전로에 있어서는 1급 또는 
       2급 누전경보기를 설치할  것. 다만, 정격건루가  60A를 
       초과하는 경계전로가 분기되어 각  분기회로의 정격전류
       가 60A 이하로 되는 경우에 당해 분기회로마다 2급 누전
       경보기를 설치한 때에는 당해 경계전로에  1급 누전경보
       기를 설치한 것으로 본다.
    ② 변류기는 소방대상물의 형태, 인입선의 시설  방법 등에 
       따라 옥외 인입선의 제1지점의 부하측 또는  제2종의 접
       지선측의 점검이 쉬운 위치에 설치할 것.  다만, 인입선
       의 형태 또는 소방대상물의 구조상 부득이한  경우에 있
       어서는 인입구에 근접한 옥내에 설치할 수 있다.
    ③ 변류기를 옥외의 전로에 설치하는 경우에는 옥외형의 것
       을 설치할 것.
 
  2) 수신기 설치 장소
    ① 누전경보기의 수신기는 옥내의 점검에 편리한 장소에 설
       치하되, 가연성의 증기·먼지 등이 체류할 우려가  있는 
       장소의 전기회로에는 당해 부분의 전기회로를 차단할 수 
       있는 차단기구를 가진 수신기를  설치하여야 한다.  이 
       경우 차단기구의 부분은 당해 장소 외의  안전한 장소에 
       설치하여야 한다.
    ② 누전경보기의   수신기는 방폭·방식·방습·방온·방진 
       및 정전기 차폐 등의  방호조치를 한 경우는  그렇지 않
       다.
      ㉮ 가연성의 증기·먼지·가스등이나 부식성의증기·가스
       등이 다량으로 체류하는 장소
      ㉯ 화약류를 제조하거나 저장 또는 취급하는 장소
      ㉰ 습도가 높은 장소
      ㉱ 온도의 변화가 급격한 장소
      ㉲대전류회로·고주파 발생회로 등에 의해서 영행을 받을 
       우려가 있는 장소
    ③ 음향장치는 수위실 등 상시 사람이 근무하는  장소에 설
       치ㅏ하며, 그 음량 및 음색은 다른 기기의 소음 등과 명
       확히 구별할 수 있는 것으로 하여야 한다.
 
  3) 전원
    ① 전원은 전용회로로 하고, 개폐기 및 15암페어 이하의 과
       전류 차단기(배선용 차단기에 있어서는 20A 이하의 각극
       을 개폐할 수 있는 것)를 설치할 것.
    ② 전원을 분기할 때에는 다른 차단기에 의하여  전원이 차
       단되지 않도록 할 것.
    ③ 전원의 개폐기에는 누전경보기용임을 표시한  표지를 할 
       것.
 
  4) 설치 대상
     누전 경보기를 설치하여랴 할 소방대상물(내화구조가 아닌 
     건축물로서 벽, 바닥 또는 반자의 전부나 일부를 불연재료 
     또는 준불연재료가 아닌 재료에 철망을 넣어 만든 것에 한
     한다)은 다음과 같다.
    (1) 연면적 500㎡ 이상(사업장의 경우는 1,000㎡이상)인 것
    (2) 계약 전류 용량(동일 건축물에 계약종별이 다른 전기가 
       공급되는 경우에는 그중 최대 계약 전류 용량은 말한다)
       이 100A를 초과하는 것
 
 
구성 부분
 
  1) 변류기 
     변류기는 누설전류를 검출하는 장치로 환상형 철심에 검출
     용 2차권선을 내장시킨 것과 수지로 몰딩처리를 하여 가운
     데 구멍으로  선로를 통과시키는 것 또는 철심을 2개로 분
     할하여 전선을 끼워서 설치하는 것이 있다.
     또한 시판용 변류기는 1차전류 용량에 따라 관통부의 내경
     을 다음과 같이 설졍하여 취급을 쉽게 하였다.



  2) 수신부 
    ① 수신부는 단상식 또는 3상3선식에 따라서 키로히호프 제
       1법칙(전류 평형의 법칙 즉,들어가고 흘려나오는 전류의
       합은 0이다)에 의해 산출된 누설전류를 유기한 변류기의
       미소한 전압을 수신하여 계전기를 동작시켜 음향 장치가 
       경보를 발할 수 있도록 증폭시켜 주는 역할을 한다.



       다음은 5회로에서 10회로까지 사용할 수 있는 집합형 수
       신기 내부 결선도이다.



    ② 수신기 증폭부
       ㉮ 매칭 트랜스와 트랜지스터를 조합하여 계전기를 동작
          시키는 방식
       ㉯ 트랜지스터나 반도체 I.C로 증폭하여  계전기를 동작
          시키는 방식
       ㉰ 트랜지스터 또는 반도체 I.C와 미터 릴레이를 증폭하
          여 계전기를 동작시키는 방식등이 있다.
    ③ 수신기 기능
       ㉮ 호환성형 수신시는 신호입력 회로에 공칙  작동 전류
         치에 대응하는 변류기의 설계풀력  전압의 52%의 전압
         을 가했을 경우 30초 이냐에 동작하지 말아야 한다.
       ㉯ 공칭 작동 전류치에 대응하는 변류기의 설ㄲ 출력 전
         압의 75%의 전압을 가했을 때  1초 이내에 작동하여야
         한다. (차단기구가 있는 것은  0.2초 이내에 작동하여
         야 한다)
       ㉰ 비호환성형 수신기는 신호압력회로에 공칭 작동 전류
         치의 42%에 대응하는 변류기의 설계 출력 전압을 가했
         을 경우 30초 이내 동작해서는 안된다.   공칭작동 전
         류치에 대응하는  변류기의 설계 출력  전압을 가했을
         경우 1초 이내에 작동해야 한다. (차단기구가 있는 것
         은 0.2초 이내에 작동해야 된다)
       ㉱ 집합형 수신기는 아래와 같은 기준에  적합해야 한다
         ⓐ 누설전류가 발생한 경계전로를 명확히 표시해야 한
            다.
         ⓑ 경계전로를 차단하였을  경우 누설 전류가  밸생한
            경계전로의 표시가 계속되어야 한다.
         ⓒ 2개의 경계전로에서 누설전류가 동시에 발생하였을
            경우 기능에 이상이 없어야 한다.
         ⓓ 2개 이상 전로에서  누설이 발생하였을 경우  최대
            부하에 견디는 용량을 가져야 한다.
 
  3) 경보장치(음향장치) : 경보장치는 수신기 내부에 음향장치
     가 있어 공칭전압을 수신기가 증폭시켜 음향을  발하여 주
     는 방식과 수신부와  음향장치가 별도로 분리되어  음향을
     발하는 방식이있다.
     이와 같이 경보부는 사람이 항시 상주하는  곳에 설치하여
     야 한다.  만약 경보부와 변류기 사이가 너무 멀면 동작시
     간이 지연될 우려가 있기 때문에 적절한 간격을 두고 설치
     하는 것이 좋다.
     그리고 음향장치는 다음 기준에 의하여 설치할 것.
     ㉮ 사용전압의 80%에서 음향을 발할 수 있을 것.
     ㉯ 음향장치의 중심으로 부터 1m 떨어진 지점에서 70폰 이
        상 발할 수 있을 것.
     ㉰ 음향장치 주위로 부터 소음 등이 청취되지 않아야 한다.
  
작동 원리 
 
  ① 단상식 
     누설 전류가 없는 경우에는 아래 그림과 같이 변류기 회로
     에 흐르는 왕로전류 i₁과 귀로 전류 i₂는 같고 왕로전류 
     i₁ 에 의한 자속 Φ₁과 귀로 전류 i₂에 자속 Φ₂는 
     Φ₁= Φ₂와 같이 서로 상쇄하고 있다.  누전이 발생하면
     누설  전류 ig가 흐르게 되어 왕로전류는 i₁+ig 가 되고 
     귀로 전류는 왕로전류 i₁+ig 보다 작아져서 누설전류 ig
     에 의한 자속이 생기게 되어 영상  변류기에 유기 전압을
     유도시킨다.  
     이 전압을 증폭해서  입력신호로 하여 릴레이를  동작시켜 
     경보를 발한다.
     이 때 누설전류 ig에  희한 자속에 따른  유기전압의 식은 
     다음과 같다.



  ② 3상식
     아래 그림은 3상 3선식으로 부하가 일정치 않게 접속한 경
     우로 누설전류가 없을 때는 
      i₁=ib-ia, i₂=ic-ib, i₃=ia-ic
     ∴  i1=i2=i3=0가 된다.
     만약 누전 사고가 생기면 i₁=ib-ia 
                             i₂=ic-ib 
                             i₃=ia-ic+ig
     ∴  ig=i₁+i₂+i₃라는 누설전류가 되고 누설 전류 ig는 
     Φg라는  자속을  발생시켜 Φg로 기인하여 단상의 경우와 
     마찬가지로 영상변류기에  유기전압을 인가시켜 이 유기전
     압을 증폭하여 경보를 발하여 준다.



  ③ 회로 실제 결선 방법
     상기 그림과 같이 주전원에 연결된  변류기(Z.C.T)는 부하 
     전체를 하나로   묶어서 누전이  발생될 때   누전을 차단
     (ON/OFF)시켜 주는 누전차단 릴레리이이며 또한 누전 회로 
     발생시 경보기가 내장된 누전 경보기도 있다.
     다음 No. 1, 2, 9, 10등은 실제로 주전원에서 분기한 회로
     에 영상변류기를 통과시켜 부하로  연결하는 방법이다. P0
     에서 P2까지는 수신기를  동작시키는 전원으로  110V 또는 
     220V를 겸용할 수 있는 것이다.  만약 3상 4선식일 경우에
     는 다음과 같이 4선 모두 통과시킨다.


 
     다음은 누전사고 발생기  경보와 동시에 전원을  차단기에 
     의하여 차단시켜 주는  방식의 수신기 내부회로도의  예이
     다.