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. 옥내 소화전설비

▣ 옥내에 설치하여 화재발생시 소화전함까지 배관이 연결되어 있고 소화전함 내의 방수구로 부터 연결된 소방호스의

     말단에 노즐을 연결하여 물을 방수하는 설비

 

. 구성요소

  ① 수원    ② 가압송수장치    ③ 배관    ④ 송수구    ⑤ 방수구    ⑥ 옥내소화전함   ⑦ 제어반    ⑧ 전원    ⑨ 배선

※ 가압송수장치

   ㉠ 펌프      ㉡ 고가수조        ㉢ 압력수조       ㉣ 가압수조

1. 설치대상 (소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령 [별표 4])

설 치 대 상
설 치 조 건
차고, 주차장 (옥상에 설치된 것)
200 ㎡ 이상
지하층, 무창층, 4층 이상
바닥면적 600 ㎡ 이상
근린생활시설, 위락시설, 판매시설, 숙박시설, 노유자시설, 의료시설, 업무시설,
항공기 및 자동차 관련시설, 교정 및 
군사시설 (국방·군사시설), 방송통신시설,
발전시설, 장례
식장, 공장, 창고시설, 운수시설, 복합건축물
연면적 1,500 ㎡ 이상
기타
연면적 3,000 ㎡ 이상
터널
1,000 m 이상
특수가연물을 저장 · 취급하는 공장, 창고
지정수량 750배 이상

【 각 설비별 수원의 양 (저수량) 】

1. 옥내소화전 설비

   ① 29층 이하

     Q = 2.6 N [㎥]

     Q = 130 ℓ/min × 20 min × N

     N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수 (최대 2개)

   ② 30층 이상 49층 이하 또는 높이가 120 m 이상 200 m 미만인 건축물

     Q = 5.2 N [㎥]

     Q = 130 ℓ/min × 40 min × N

     N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수 (최대 5개)

   ③ 50 층 이상 또는 높이가 200 m 이상인 건축물

     Q = 7.8 N [㎥]

     Q = 130 ℓ/min × 60 min × N

     N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수 (최대 5개)

   여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

     N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수  (29층 이하 : 최대 2개, 30층 이상 : 최대 5개)

     2.6 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 20 min (소방대 출동시간)

     5.2 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 40 min

     7.8 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 60 min

2) 옥상 수원의 양 (저수량) 1)에서 산출된 유효수량 외에 유효수량의 1/3 이상을 옥상에 설치해야 한다.)

   ① 29층 이하

      Q = 2.6 N × 1/3 [㎥]

   ② 30층 이상 49층 이하 또는 높이가 120 m 이상 200 m 미만인 건축물

      Q = 5.2 N × 1/3 [㎥]

   ③ 50 층 이상이거나 높이가 200 m 이상인 건축물

      Q = 7.8 N × 1/3 [㎥]

   여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

      N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수  (29층 이하 : 최대 2개, 30층 이상 : 최대 5개)

      2.6 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 20 min (소방대 출동시간)

      5.2 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 40 min

      7.8 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 60 min

<옥내소화전설비 계통도 (시험출제)>

 

<주펌프 토출측 배관>

▣ 1 · 2차측 경계 : 체크밸브 / 개폐표시형 밸브

1차측 (이전)
2차측 (이후)
① 물올림수조(관) 배관
② 성능시험배관
③ 순환배관
① 충압펌프배관
② 압력챔버배관
③ 송수구배관

2. 옥외 소화전설비

   Q = 350 ℓ/min × 20 min × N

   N : 소화전 설치개수 (최대 2개)

3. 스프링클러설비

  가. 폐쇄형 헤드

     ① 29층 이하

         Q = 80 ℓ/min × 20 min × N

         N : 기준 개수 (각 층(세대)의 설치개수가 기준 개수보다 작을 경우 설치개수를 적용)

     ② 30층 이상 49층 이하

         Q = 80 ℓ/min × 40 min × N

         N : 기준 개수 (각 층(세대)의 설치개수가 기준 개수보다 작을 경우 설치개수를 적용)

     ③ 50층 이상

         Q = 80 ℓ/min × 60 min × N

         N : 기준 개수 (각 층(세대)의 설치개수가 기준 개수보다 작을 경우 설치개수를 적용)

 

  ※ 폐쇄형 헤드의 설치장소별 기준 개수

설치 장소
기준 개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30
지하층을
제외한
10 층 이상
공장 또는 창고 (특수가연물을 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설,
운수시설, 복합건축물
판매시설, 복합건축물 (판매시설이 설치된 경우)
기 타
20
기 타
헤드의 부착 높이 8m 이상
헤드의 부착 높이 8 m 미만
10
아 파 트

  ※ 문제에서 오리피스 구경 및 방사압력이 주어질 경우

          위 식을 적용하여 유량을 구한 후 T와 N을 곱한다.

나. 개방형 헤드

  ① 30개 이하

      Q = 80 ℓ/min × 20 min × N

      N : 개방형 헤드의 설치 개수

  ② 30개 초과

      Q = 가압송수장치의 1분당 송수량 × N × 20 min × 10-3

      여기서, Q : 수원의 양 가압송수장치의 1분당 송수량

                   K : 유출계수 (15㎜ : 80, 20 ㎜ : 115)

                   P : 방수압력 [MPa] (0.1 ~ 1.2 MPa)

                   N : 개방형 헤드의 설치개수

4. 드렌처 설비

     Q = 80 ℓ/min × 20 min × N (최대 설치층의 헤드개수 (최대 방수구역 기준 (1개 회로))

5. 간이 스프링클러설비 (6~7년에 한번 출제)

   ① Q = 50 ℓ/min × 10 min × 2개

   ② 간이 스프링클러설비 설치대상인 근린생활시설 (바닥면적 합계 1,000 ㎡ 이상), 생활형 숙박시설, 복합건축물

   ③ 간이 스프링클러설비가 설치되는 특정소방대상물에 부설된 주차장에 표준반응형 스프링클러헤드를 사용할 경우

         : 80 ℓ/min 을 곱한다.

6. 화재조기진압용 스프링클러설비

     여기서, Q : 수원의 양 [ℓ]

                  K : 상수 [ℓ/min/(MPa)1/2]

                  P : 헤드선단의 압력 [MPa]

7. 물분무소화설비

    Q = A × Q1 × T

     여기서, Q : 저수량 [ℓ]

                  A : 바닥면적 또는 표면적 [㎡]

                 Q1 : 표준방사량 (토출량) [ℓ/min · ㎡]

                 T : 시간 [min] (20 min)

  ※ 바닥면적 또는 표면적 ★

     ① 절연유 봉입변압기 : 바닥부분을 제외한 표면적을 적용한다. (앞면, 뒷면, 좌면, 우면, 윗면)

     ② 컨베이어벨트 : 벨트부분의 바닥면적을 적용한다.

     ③ 케이블트레이, 케이블덕트 : 투영된 바닥면적을 적용한다.

     ④ 차고, 주차장 : 최대 방수구역의 바닥면적을 적용한다.

※ 표준방사량 (토출량)

구 분
토 출 량
비 고
⊙ 컨베이어벨트
⊙ 절연유 봉입 변압기
10 ℓ/min · ㎡
-
⊙ 특수가연물
10 ℓ/min · ㎡
최소 50 ㎡
⊙ 케이블 트레이
⊙ 케이블 덕트
12 ℓ/min · ㎡
-
⊙ 차고
⊙ 주차장
20 ℓ/min · ㎡
최소 50 ㎡

8. 미분무 소화설비

  ① 수원의 양

      Q = N × D × T × S + V

       여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

                    N : 방호구역 (방수구역)내 헤드의 개수

                    D : 설계유량 [㎥/min]

                    T : 설계방수시간 [min]

                    S : 안전율 (1.2 이상)

                    V : 배관의 총 체적 [㎥]

  ② 폐쇄형 미분무헤드의 최고 주위 온도

        Ta = 0.9 Tm - 27.3 ℃

         여기서, Ta : 설치장소의 평상시 최고 주위 온도 [℃]

                      Tm : 헤드의 표시온도 [℃]

 

9. 포소화설비 포소화약제의 저장량 ★★★

 가. 고정포방출구 방식

    ① 고정포 방출구에 필요한 양

        Q = A · Q1 · T · S

         여기서, Q : 포소화약제의 양 [ℓ]

                       A : 탱크의 액표면적 [㎡]

                      Q1 : 단위포소화수용액의 양 (방출률) [ℓ/min · ㎡]

                      T : 방출시간 [min]

                      S : 포소화약제의 사용농도 [%]

    ② 보조포 소화전에 필요한 양

         Q = N · S · 8,000 ℓ

          여기서, Q : 포소화약제의 양 [ℓ]

                       N : 호스접결구의 수 (최대 3개)

                       S : 포소화약제의 사용농도 [%]

    ③ 배관보정량 (송액관에 필요한 포소화약제의 양) : 내경 75 ㎜ 초과시 적용

        Q = A · L · S · 1,000 ℓ/㎥

        여기서, Q : 배관보정량 [ℓ]

                      A : 배관의 단면적 [㎡]

                      L : 배관의 길이 [m]

                      S : 포소화약제의 사용농도 [%]

 나. 옥내포 소화전방식 (호스릴방식)

    Q = N · S · 6,000 ℓ (바닥면적 200 ㎡ 미만은 75%를 적용)

      여기서, Q : 포소화약제의 양 [ℓ]

                   N : 호스접결구의 수 (최대 5개)

                   S : 포소화약제의 사용농도 [%]

 다. 포헤드 방식

    Q = A × Q1 × T × S

    여기서, Q : 포소화약제의 양 [ℓ]

                 A : 바닥면적 [㎡]

                Q1 : 방사량 [ℓ/min · ㎡]

                 T : 방출시간 [min] (10 min)

                 S : 포소화약제의 사용농도 [%]

※ 포헤드의 특정소방대상물별 및 포소화약제에 따른 방사량

소방대상물
포소화약제의 종류
방사량
⊙ 차고, 주차장
⊙ 항공기 격납고
수성막포
3.7 ℓ/min · ㎡
단백포
6.5 ℓ/min · ㎡
합성계면활성제포
8.0 ℓ/min · ㎡
⊙ 특수가연물을 저장 · 취급하는 소방대상물
수성막포
6.5 ℓ/min · ㎡
단백포
합성계면활성제포

라. 포워터 스프링클러 방식

     Q = 헤드 개수 × 75 ℓ/min × 10 min × 사용농도 [%]

 

마. 압축공기포 소화설비

     Q = A × Q1 × T

      여기서, Q : 수원의 양 [ℓ]

                   A : 바닥면적 [㎡]

                   Q1 : 설계방출밀도 [ℓ/min · ㎡]

                   T : 방사시간 [min] (10 min)

※ 압축공기포 소화설비의 설계방출밀도

구 분
방호대상물
설계방출밀도
압축공기포소화설비
특수가연물
2.3 ℓ/min · ㎡ 이상
기타의 것
1.63 ℓ/min · ㎡ 이상

10. 소화용수설비 (소화수조 또는 저수조)의 저수량

※ 기준 면적

특정소방대상물의 구분
기준면적
1층 및 2층의 바닥면적 합계가 15,000 ㎡ 이상인 특정소방대상물
7,500 ㎡
그밖의 특정소방대상물
12,500 ㎡

  ① 흡수관 투입구 수

소화수조의 소요수량
20 ~ 80 ㎥ 미만
80 ㎥ 이상
흡수관 투입구 수
1개
2개 이상

  ② 채수구 (문제에서 설치할 경우)

소요수량
20 ㎥ 이상 40 ㎥ 미만
40 ㎥ 이상 100 ㎥ 미만
100 ㎥ 이상
채수구의 수
1개
2개
3개

  ③ 가압송수장치의 수량

소화수조의 소요수량
20 ㎥ 이상 40 ㎥ 미만
40 ㎥ 이상 100 ㎥ 미만
100 ㎥ 이상
양수량 (토출량)
1,100 ℓ/min 이상
2,200 ℓ/min 이상
3,300 ℓ/min 이상

2. 옥내 소화전의 수원

 가. 수원의 양 (저수량)

   ① 29층 이하

       Q = 2.6 N

   ② 30층 이상 49층 이하 또는 높이가 120 m 이상 200 m 미만인 건축물

        Q = 5.2 N

   ③ 50층 이상 또는 높이가 200 m 이상인 건축물

        Q = 7.8 N

       여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

                    N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수  (29층 이하 : 최대 2개, 30층 이상 : 최대 5개)

                    2.6 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 20 min (소방대 출동시간)

                    5.2 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 40 min

                    7.8 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 60 min

나. 옥상수원의 양 (저수량) 가.에서 산출된 유효수량 외에 유효수량의 1/3 이상을 옥상에 설치해야 한다.

   ① 29층 이하

        Q = 2.6 N × 1/3

   ② 30층 이상 49층 이하 또는 높이가 120 m 이상 200 m 미만인 건축물

        Q = 5.2 N × ⅓

   ③ 50층 이상 또는 높이가 200 m 이상인 건축물

        Q = 7.8 N × ⅓

        여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

                     N : 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수 (29층 이하 : 최대 2개, 30층 이상 : 최대 5개)

                     2.6 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 20 min (소방대 출동시간)

                     5.2 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 40 min

                     7.8 : 130 ℓ/min (옥내소화전설비 규정방수량) × 60 min

[참고] 소화설비의 유효수량

   ▣ 옥내소화전용 펌프의 후드밸브와 일반급수용 펌프 후드밸브 사이의 수량

 
 

         ※후드 (foot) 밸브 : 수원이 펌프 보다 낮은 위치에 있을 경우 설치하는 밸브 여과 기능 + 역류 방지기능

[참고] 후드 밸브의 점검 요령

  ① 흡수관을 끌어 올리거나 철사고리 등으로 후드밸브를 작동시켜 이물질의 부착, 막힘 등이 있는가를 확인한다.

  ② 송수펌프의 물올림 컵밸브를 개방하여 물이 계속 방출하는 것을 확인한 후 물올림장치의 개폐밸브를 폐쇄하고

       물올림 컵 물의 감소 여부를 확인한다.

  ※ 가압송수장치

    ① 고가수조     ② 압력수조      ③ 펌프       ④ 가압수조

  ※ 고가수조 : 구조물 또는 지형지물 등에 설치하여 자연낙차의 압력으로 급수하는 수조

【 각 설비별 가압송수장치 (전양정) - 펌프방식】

가. 옥내 소화전설비

    H = h1 + h2 + h3 + 17

   여기서, H : 전양정 [m]

                h1 : 소방호스의 마찰손실수두 [m]

                h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                h3 : 실양정 (흡입양정+토출양정) [m]

                17 : 옥내소화전설비 규정방수압력의 환산수두 [m] (0.17MPa → 약 17m)

 나. 옥외 소화전설비

      H = h1 + h2 + h3 + 25

     여기서, H : 전양정 [m]

                  h1 : 소방호스의 마찰손실수두 [m]

                  h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                  h3 : 실양정 (흡입양정+토출양정) [m]

                  25 : 옥내소화전설비 규정방수압력의 환산수두 [m] (0.25MPa → 약 25m)

 다. 스프링클러설비

     H = h1 + h2 + 10

     여기서, H : 전양정 [m]

                  h1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                  h2 : 실양정 (흡입양정+토출양정) [m]

                  10 : 옥내소화전설비 규정방수압력의 환산수두 [m] (0.1MPa → 약 10m)

 라. 포소화설비

   H = h1 + h2 + h3 + h4

   여기서, H : 전양정 [m]

                h1 : 방출구의 설계압력환산수두 또는 노즐선단의 방사압력 환산수두 [m]

                h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                h3 : 낙차[m]

                h4 : 소방호스의 마찰손실수두 [m]

 

3. 옥내소화전의 가압송수장치

 가. 고가수조방식

   ▣ 특정소방대상물의 옥상 또는 높은 지점에 수조를 설치하여 각 설비의 방수구에서 규정방수압력 및 규정방수량을 얻는

        방식

       H = h1 + h2 +17

       여기서, H : 필요한 낙차 [m]

                    h1 : 소방호스의 마찰손실수두 [m]

                    h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                    17 : 옥내소화전설비 규정방수압력의 환산수두 [m] (0.17 MPa → 약 17m)

 

※ 각 설비별 방수압 · 방수량

구 분
방수압
방수량
옥내소화전설비
0.17 MPa 이상
(0.7 MPa 초과시 감압장치설치)
130 ℓ/min 이상
(옥내소화전 최대 2개)
옥외소화전설비
0.25 MPa 이상
(0.7 MPa 초과시 감압장치설치)
350 ℓ/min 이상
(옥외 소화전 최대 2개)
스프링클러설비
0.1 MPa 이상 1.2 MPa 이하
80 ℓ/min 이상
간이스프링클러설비
0.1 MPa 이상
50 ℓ/min 이상
드렌처설비
0.1 MPa 이상
80 ℓ/min 이상
압축공기포소화설비
특수가연물
2.3 ℓ/min·㎡ 이상
기타의 것
1.63 ℓ/min·㎡ 이상
연결송수관설비
0.35 MPa 이상
⊙ 2,400 ℓ/min (3,200,
4,000 (계단식 APt 1,200ℓ/분 이상)
- 해당 층에 설치된 방수구가 3 개 초과 (최대 5개)시
방수구
마다 800ℓ/분) (계단식APT : 400 ℓ/분)을 가산
소화용수설비
0.15 MPa 이상
(소화수조가 옥상 또는 옥탑에
설치된 경우에 지상에 설치된
채수구에서의 압력)
⊙ 수원의 소요수량
- 20~40㎥ 미만 : 1,100ℓ/분 이상
- 40~100㎥미만:2,200ℓ/분 이상
- 100㎥ 이상 : 3,300ℓ/분 이상

※ 압력수조에 설치해야 할 부속품

   ① 수위계  ② 급수관  ③ 배수관  ④ 급기관  ⑤ 압력계 ⑥ 안전장치  ⑦ 자동식 공기압축기 ⑧ 맨홀

 

나. 압력수조방식

  ▣ 탱크의 1/3은 자동식 공기압축기로 압축공기를 2/3는 급수펌프로 물을 가압시켜 각 설비의 방수구에서 규정방수압력

       및 규정방수량을 얻는 방식

   P = P1 + P2 +P3 +0.17

   여기서, P : 필요한 압력 [MPa]                 

                P1 : 소방호스의 마찰손실수두압 [MPa]

                P2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두압 [MPa]

                P3 : 낙차의 환산수두압 [MPa]

                0.17 : 옥내소화전설비 규정방수압력 (0.17 [MPa])

 

다. 펌프방식 ★★★

   ▣ 펌프의 가압에 의하여 각 설비의 방수구에서 규정방수압력 및 규정방수량을 얻는 방식

      H = h1 + h2 + h3 +17

     여기서, H : 전양정 [m]

                  h1 : 소방호스의 마찰 손실수두 [m]

                  h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                  h3 : 실양정 (흡입양정 + 토출양정) [m]

                  17 : 옥내소화전설비 규정방수압력의 환산수두 [m] (0.17 MPa → 약 17 m)

   ▣ 실양정 : 흡입양정 [m] + 토출양정 [m]

   ▣ 펌프 송수불능의 원인

      ⊙ 스트레이너의 막힘 (흡입배관)

      ⊙ 토출압력 불충분

      ⊙ 유효흡입양정 (NPSH)의 부족

 

[참고] 옥내소화전설비 전양정 계산시 알아 두어야 할 사항

 

 가. 소방호스의 마찰손실수두 (h1)

   ▣ 소방호스의 마찰손실수두 = 호스의 길이 × 호스의 개수 × 100m당 호스의 마찰손실 수두

 나. 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 (h2)

호칭구경[A]
유량 [ℓ/min]
직관 및 관부속품의등가길이 [m]
100m 당마찰손실
마찰손실수두 [m]

다. 실양정 (h3)

  ▣ 후드밸브로 부터 최상층 옥내소화전 호스접결구 (앵글밸브)까지의 수직거리

       ∴ 실양정 = 흡입양정 + 토출양정

 

【펌프의 직·병렬 운전】

                     ① 펌프의 직렬운전                                       ② 펌프의 병렬운전

                         ㉠ 토출량 : Q                                                 ㉠ 토출량 : 2Q

                         ㉡ 양정 : 2H                                                   ㉡ 양정 : H

 

【 펌프의 분류】

 

라. 가압수조방식

   ▣ 가압원인 압축공기 또는 불연성 고압기체 (N2 등)에 의하여 각 설비의 방수구에서 규정 방수압력 및 규정방수량을

        얻는 방식

마. 감압장치의 종류 (자주 나옴, 3가지 쓰시오)

  ① 감압밸브 방식 : 배관 도중에 감압밸브를 설치하여 감압하는 방식

 

  ② 고가수조방식 : 건물의 옥상에 고가수조를 설치하고 저층부에 대하여 0.7 MPa를 초과하지 않는 범위 내에서

                                가압송수펌프 없이 자연낙차를 이용하여 사용하는 방식

 

  ③ 전용배관방식 : 설비의 시스템(system)을 고층부와 저층부로 분리한 후 주배관 및 펌프 등을 각각 별도로 구분하여

                               설치하는 방식

 

  ④ 중계펌프 (Booster pump) 방식 : 건물의 중간층에 중계펌프 (Booster pump) 및 중간 수조를 별도로 설치하는 방식

 

  ⑤ 감압용 오리피스 방식 : 호스접결구인 앵글밸브의 인입구측에 오리피스를 설치하는 방식 (가장 많이 사용됨)

 

#옥내소화전 #물올림장치 #수원 #푸트밸브 #후드밸브 #가압송수장치 #방수압력 #유출계수 #건축물 #포소화전 #후드밸브 #오리피스 #병렬운전 #원심펌프 #체크밸브 #압력수두 #스트레이너 #진공계 #연성계

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1. 미완성 단선도의 □ 안에 유입 차단기, 피뢰기, 전압계, 전류계, 지락보호계전기, 과전류

보호계전기, 계기용 변압기, 계기용 변류기, 영상변류기, 전압계용 전환 개폐기, 전류계

용 전환 개폐기 등을 사용하여 3상 3선식 6,600[V] 수전설비계통의 단선도를 완성하시

오. 단, 단로기, 컷아웃 스위치, 퓨지 등도 필요 개소가 있으면 도면의 알맞은 개소에 삽입

하여 그리도록 하며, 또한 각 심벌은 KS 규정에 의하여 심벌 옆에는 약호를 쓰도록 한다.

 

【답안 작성】

 

2. 변압기의 손실과 효율 계산

 ▣ 전압 3,300[V], 전류 43.5[A], 저항 0.66[Ω], 무부하손 1,000[W]인 변압기에서

      다음 조건일 때의 효율을 구하여라.

  (1) 전부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때

  (2) 반부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때

【답안 작성】

  (1) 전부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때 변압기 효율

 

  (2) 반부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때 변압기 효율

 

  [해설]

 

3. PLC 시퀀스 (래더 다이어그램)

 ▣ 그림과 같은 PLC 시퀀스(래더 다이어그램)가 있다. 물음에 답하시오.

  (1) PLC 프로그램에서의 신호 흐름은 단방향이므로 시퀀스를 수정해야 한다.

       문제의 도면을 바르게 작성하시오.

 

【문제풀이】 출력되는 노선을 모두 찾는다. 1~4개의 신호흐름을 찾을 수 있다.

  ▣ 이 4개의 신호흐름이 병렬로 연결된 것이다.

 

 

  (2) PLC 프로그램을 표의 ① ~ ⑥을 완성하시오.

      단, 명령어는 LOAD, AND, OR, NOT, OUT을 사용한다.

 【문제풀이】 그룹은 노드(점과 점 사이)로 구성되어 있다.

      그룹을 묶는 것은 2개의 노드(점과 점 사이)를 묶는 것이다.

      하나의 시퀀스 (출발점 하나)일 때의 그룹을 뒤에서 부터 묶지만

      출발점이 여러개 (병령연결)인 경우에는 그룹을 앞에서 부터 묶는다.

Step
명령어
번지
Step
명령어
번지
0
LOAD
P000
7
AND
P002
1
AND
P001
8
⑤ AND
⑥ P001
2
① LOAD
② P000
9
OR LOAD
-
3
AND
P002
10
⑦ LOAD
⑧ P003
4
AND
P004
11
AND
P004
5
OR LOAD
-
12
OR LOAD
 
6
③ LOAD
④ P003
13
OUT
P010

 

4. Wenner의 4전극법 (접지저항 측정법)

   ▣ Wenner의 4전극법에 대한 공식을 쓰고 원리도를 그려 설명하시오.

  [답안작성] 대지저항률 ρ = 2πaR 단, a : 접지극 간격 [m], R : 접지저항값 [Ω]

 

  ▣ 4개의 측정전극 (C1, P1, P2, C2)을 지표면에 일직선상, 일정한 간격으로 매설하고,

      측정장비 내에서 저주파 전류를 C1, C2 전극을 통해 대지에 흘려 보낸 후 P1, P2

      사이의 전압을 측정하여 대지저항률을 구하는 방법이다.

 

5. UPS와 CVCF

 ▣ UPS 장치 시스템의 중심부분을 구성하는 CVCF의 기본회로를 보고 다음 각 물음에

     답하시오.

 

  (1) UPS 장치는 어떤 장치인가 ? 무정전 전원 공급장치

  (2) CVCF는 무엇을 뜻하는가 ? 정전압 정주파수 장치

  (3) 도면의 ①, ②에 해당하는 것은 무엇인가 ?

       ① 정류기(컨버터)           ② 인버터 (역변환장치)

[해설]

  ▣ CVCF (Constant Voltage Constant Frequecncy) : 정전압 정주파수 장치

  ▣ UPS 동작 원리

   ① 정상운전 : 상용전원을 컨버터를 통해 교류를 직류로 변환 후 축전지에 저장함과 동시

                     에 인버터를 통해 교류로 변환하여 정전압 정주파수로 전원을 공급

   ② 비상운전 : 정전시 축전지의 전력을 인버터를 통해 교류로 변환하여 정전압 정주파수로

                     전원을 공급

 

6. 접지저항 저감법 및 저감제 구비조건

  ▣ 접지저항의 저감법 중 물리적인 방법 4가지와 대지저항률을 낮추기 위한 저감제의 구비

      조건 4가지를 쓰시오.

  (1) 물리적인 저감법

     ① 접지극을 길게 한다.        ② 접지극을 병렬 접속한다.      ③ 접지봉의 매설깊이를 깊게 한다.

     ④ 접지극과 대지와의 접촉저항을 향상시키기 위하여 심타공법으로 한다.

  (2) 저감제의 구비조건

    ① 환경에 무해하며 안전할 것   ② 전기적으로 양도체이고 전극을 부식시키지 아니할 것

    ③ 지속성이 있을 것    ④ 작업성이 좋을 것

 

7. 콘덴서 부속설비 - 직렬리액터, 방전코일

 ▣ 전력용 콘덴서의 부속설비인 방전코일과 직렬리액터의 사용목적은 무엇인가 ?

  (1) 방전코일 : 콘덴서에 축적된 잔류전하 방전

  (2) 직렬 리액터 : 제5고조파 제거하여 파형을 개선

 

8. 변압기 용량 산정

 ▣ 부하설비가 각각 A-10[kW], B-20[kW], C-20[kW], D-30[kW]되는 수용가가 있다.

     이 수용장소의 수용률이 A와 B는 각각 80[%], C와 D는 각각 60[%]이고 이 수용장소

     의 부등률은 1.3이다. 이 수용장소의 종합최대전력은 몇 [kW]인가 ?

 

9. 지중전선로의 시설

 ▣ 지중전선로의 시설에 관한 다음 각 물음에 답하시오.

  (1) 지중전선로는 어떤 방식에 의하여 시설하여야 하는지 3가지만 쓰시오.

     ① 직접매설식     ② 관로식        ③ 암거식

  (2) 특고압용 지중전선로에 사용하는 케이블의 종류를 2가지만 쓰시오

      ① 파이프형 압력 케이블     ② 연피케이블       ③ 알루미늄피케이블

 

10. 3상4선식 송전선의 중성선에 흐르는 전류

  ▣ 3상4선식에서 역률 100[%]의 부하가 각 상과 중성선에 연결되어 있다. a상, b상,

      c상에 흐르는 전류가 각각 220[A], 180[A], 180[A]이다. 중성선에 흐르는 전류의

      크기의 절대값은 몇 [A]인가 ?

 

11. 반사갓형 수은등 배광곡선

  ▣ 그림과 같은 배광곡선을 갖는 반사갓형 수은등 400[W] (22,00[lm])을 사용할 경우

      기구 직하 7[m] 점으로 부터 수평거리 5[m] 떨어진 점의 수평면 조도를 구하시오.

      단, cos-1 0.814 = 35.5˚, cos-1 0.707 = 45˚, cos-1 0.583 = 54.3˚

 

【문제풀이】

 <사전에 숙지해야 할 사항>

  ▣ 배광곡선은 조명기구의 직하점을 기준선으로 하여 조명체와 조명기구간에 이루는 각도

      에 따른 광도분포를 나타낸 곡선을 말한다.

   ⊙ 배광곡선의 분포는 cos 곡선의 분포를 이룬다. 조명기구 직하에서는 즉 각도가 0˚일 때

       는 광도값에 1을 곱해주고 조명기구와 조명체의 각도가 90˚일 때는 광도값에 0을 곱해 준다.

  ▣ 수평면 조도는 수평면에 법선 즉 직각으로 입사하는 빛의 양을 나타낸다.

  ▣ 수직면 조도는 수직면에 법선 즉 직각으로 입사하는 빛의 양을 나타낸다.

  ▣ 조도는 광도에 비례하고 거리에는 역제곱의 법칙이 작용한다.

[답안작성]

 ① 수평면 조도를 구하기 위한 사전작업으로 피조체에 입사하는 광도를 구하기 위하여

     광원과 피조체간의 광원입사각을 구하며 입사각은 cos값을 활용하여 구한다.

 

  ② 배광곡선에서 각도 35.5˚ 에 대한 광도는 약 280 [cd/1,000 [lm]]임을 알 수 있다.

      이제 해당 지점에 대한 광도를 구해 보자.

 

  ③ 이제 해당 점의 광도를 구했으니 수평면조도를 구해 보자.

 

【 해설 】

 ▣ 배광곡선을 이용한 수평면 조도를 구하는 방법에 대해 알아보자.

  ⊙ 배광곡선은 광원의 직하 수직선과 조도체가 이루는 각도에 따른 광도분포를 나타낸다.

  ⊙ 각도에 따라 광도분포가 달라지므로 광도를 구하기 위해서는 먼저 광원의 직하 수직선

      과 조도체가 이루는 각도를 먼저 구해야 하는데 이때 cos값을 이용하여 구한다.

 ▣ 해당 지점의 광도를 구하면 조도는 광도와 비례하고 거리역제곱의 법칙을 이용하여

     구하며 수평면 조도는 수평면의 법선 즉, 수평면에 직각으로 입사하는 광속을 구하는

     것이므로 cos값을 곱해준다.

 

12. 유도전동기 정전, 역전용 운전 단선결선도

 ▣ 도면은 유도 전동기의 정전, 역전용 운전 단선 결선도이다. 다음 각 물음에 답하시오.

     정·역회전을 할 수 있도록 조작회로를 그리시오. 단, 인입 전원은 위상(phase) 전원을

     사용하고 OFF 버튼 3개, ON버튼 2개 및 정·역회전 시 표시 Lamp가 나타나도록 하시오.

 

【답안작성】

 

13. 단상변압기 병렬운전 조건

 ▣ 단상변압기의 병렬운전 조건 4가지를 쓰고 이들 각각에 대하여 조건이 맞지 않았을

     경우에 어떤 현상이 나타나는지 쓰시오.

【답안작성】

  (1) 조건 : 극성이 일치할 것

       현상 : 큰 순환전류가 흘러 권선이 소손

  (2) 조건 : 정격전압(권수비)이 같을 것

      현상 : 순환전류가 흘러 권선이 가열

  (3) 조건 : %임피던스 강하(임피던스 전압)가 같을 것

      현상 : 부하의 분담이 용량비가 되지 않아 부하분담이 균형을 이룰 수 없다.

  (4) 조건 : 내부저항과 누설리액턴스의 비가 같을 것

      현상 : 각 변압기의 전류간에 위상차가 생겨 동손이 증가

 

14. 변압기 등 시설별 서지흡수기(SA) 설치

  ▣ 다음은 전압등급 3[kV]인 SA의 시설 적용을 나타낸 표이다. 빈칸에 적용 또는 불필요

      를 구분하여 쓰시오.

2차
보호기기
차단기종류
전동기
변압기
콘덴서
유입식
몰드식
건식
V츄
① 적용
② 불필요
③ 적용
④ 적용
⑤ 불필요

[해설]

▣ 내선규정 3260-3 서지흡수기의 적용

차단기 종류
VCB
전압등급
2차 보호기기
3 [3kV]
6 [kV]
10 [kV]
20 [kV]
30 [kV]
전동기
적용
적용
적용
-
-
변압기
유입식
불필요
불필요
불필요
불필요
불필요
몰드식
적용
적용
적용
적용
적용
건식
적용
적용
적용
적용
적용
콘덴서
불필요
불필요
불필요
불필요
불필요
변압기와 유도기기와의
혼합사용시
적용
적용
 
 
 

 

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