미국(및 캐나다)의 배전 방식(삼상 델타 결선에 의한 단상 3선식)

미국 California주 Ventura County의 Somis City에 제주도에서 투자한 양란 재배용 비닐하우스 보수 및 신축 공사의 조명 및 제어용 전기 장치의 시공을 위해 2001년 부터 약 3년에 걸쳐 1회 방문 시 3~4 개월 씩 체류하면서 경험한 미국의 배전 방식을 소개하고자 합니다.

미국에 살고있는 일반 교포 분들이나 미국에서 공사를 수행하는 분에게 도움이 되었으면 좋겠습니다.

우리나라에서 보편화 된 Y 결선 방식의 3 상 4 선식과 달리 미국은 △(델타) 결선 방식을 사용하는 데 아래 그림과 같이 각 상을 "A, B, C (R,S,T가 아니다) Phase" 라고 호칭하며(총칭하여 "Hot Legs" 라고 한다) 일반 가정 같은 단상 수요처에는 A상을 제외한 B, C 상과 중성점, N의 3선이 공급(단상3선식)된다.

일반적으로 미국의 가정용 표준 전압은 110V인 것으로 알려져 있으나 배전 손실을 고려한 배전용 변압기의 출력은 115V이다. 배전용 변압기에서 근거리로 선로 전압 강하가 크지않을 경우 공급 전압이 최대 115V 또는 그 이상으로 상승할 수 있다.

일부 가전 제품에는 정격 전압이 115V로 표기 되어 있는 것을 볼 수 있다.

최근 확인한 바에 따르면 일부 지역은 120V가 표준인 곳도 있다.

미국의 표준 전압은 서서히 높아 지고 있다.

큰 전력을 필요로하는 단상 230V 정격의 중앙 집중식 에어콘이나 전기 보일러, 전기 레인지 등을 위해서 모든 가정에는 주상 변압기로 부터 단상 3 선식의 전기가 공급된다.

이 230V를 이용하면 한국산 김치 냉장고 세탁기, 등 정격 220V의 제품을 아무런 문제없이 사용할 수 있다.

가정에서의 전기 소비량도 많은 관계인지 대부분의 가정에 전류 용량 100A (230 x 100 / 1000 = 23kVA)의 단상 삼선식 적산 전력계가 달려 있었다.

3상 전력 회로에서 3상 변압기가 단상 변압기 3대를 사용하는 것 보다 효율이 좋으나 대부분의 배전용 변압기는 고장시 수리가 용이하도록 3대의 단상 변압기를 사용한다.

전주에 달린 변압기를 보면 다른 2대의 변압기 보다 조금 큰 변압기를 볼 수 있는 데 이 변압기가 아래의 회로에서 맨 아래에 표시한 단상 3선식 전기를 공급하는 변압기 이다.

주) 일부 지역의 전압은 이 보다 높은 120V 인 지역도 있다.  또한 위의 모든 내용은 같은 전압과 주파수인 캐나다에도 적용된다.

다른 게시물에 미국(캐나다)에서 한국 전기 제품을 (승압 트랜스 없이) 사용하는 방법이 있으니 참고하시기 바랍니다.

한국의 위대한 발명(한국인의 우수함)

나는 국수주의자는 아닙니다. 그러나 한국 사람은 세계 여러나라 사람 중에서 조금은 특별한 사람들이라고 생각합니다.

나는 이런 한국 사람의 특별함이,
1. 지형적인 특징(중국의 문화를 수용, 재창조하여 일본으로의 수출)
2. 세계에서 가장 독창적인 한글과 한자(주:1)를 동시에 사용하는 Hybrid 적인 문자 문화
3. 빨리빨리 문화
가 이루어낸 성과라고 생각합니다.
주1: 오늘날 한자는 그리 많이 사용되지는 않으나 우리말의 단어 중 한자로 만들어진 한국말 단어는 70%를 넘는다고 한다.


이런 의미에서 우리 한국의 위대한 발명과 발견을 알아보기로 합니다.

참고: 이 내용은 영문판 위키피디아(아래의 링크)에 있는 내용을 내가 번역한 것이다.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Korean_inventions_and_discoveries

전문을 번역한 것은 아니나 읽어 보는 데는 지장이 없을 것으로 생각된다.

옛날의 발명

• 온돌: 바닥을 데우는 한국식 난방 시스템으로 초기 형태는 약 BC5000년 경에 한반도와 만주 지역에서 발견되었다.
• 활자 인쇄: 고려시대 최연위에 의하여 도자기 방식에서 개량된 금속 주소 활자로 제작어 제례서인 “상정고금예문” 이 금속 활자로 인쇄되었다. 이 책은 미국 워싱톤 DC 의회박물관의 아시아 리딩 룸에 전시되어 있다. 가장 오래된 금속활자로 인쇄된 책은 “직지”로서 1377년에 인쇄된 것이다.
• 한증막(汗蒸幕): 돌로 만든 돔 같은 가마를 소나무를 땔감으로 사용하여 가열하는 방식의 한국 전통 방식의 사우나로서 “한증막”은 조선실록인 세종실록에 최초로 기록되어 있다.
• 실용적인 온실: 이 방식의 인위적으로 온도를 올리거나 내릴 수 있는 온실이 15세기의 한국에 있었다. 1450년에 씌어진 “상가요락” 이라는 책에 식물의 생육 조건에 맞추어 온도와 습도를 조절할 수 있로록 설계된 온실에 관한 설명이 있다. 조선 시대 초기인 1438년 온돌 난방을 이용하여 한국의 전통적인 온실에서 겨울에도 귤나무를 재배했다는 기록이 조선실록에 있다.
• 다연장 로켓: 화차는 다연장 로켓으로서 바퀴가 달린 뼈대 위에 불붙인 화살을 화약으로 발사하는 것이다. 근대의 MLRS(Multiple Lounch Rocket System)와 같은 원리이다.
• 우량계(측우기): 최초로 표준화된 우량계로서 한국의 조선시대 세종대왕 시절에 발명되었으며 공식적으로 전국에서 사용되었다.
• 자질 문자(한글): 한글은 자질 문자로서 음소의 음운적인 기능을 형상화한 톡특한 모양을 가지고 있다. 아래의 링크로 한글의 우수성을 읽어 보시기 바랍니다.
  
• 부드러운 방탄 조끼: “면제배갑(綿製背甲)”은 부드러운 방탄 조끼로서 1860년 대 조선 시대 김기두와 강연이 발명하였다.

근대 과학 및 기술 분야

전자 제품

• 이동식 MP3 플레이어: 1997년 새한정보시스템에서 이동식 MP3 플레이어를 만들었다. 1998년 “MPMan”라는 이름으로 아시아 지역에서 판매되었다.
• MP3 전화기: 삼성전자의 SPH-M2100은 MP3 플레이 기능이 탑제된 휴대 전화로 1999년 8월 한국에서 생산되었다. 삼성의SPH-M100은 MP3 음악을 플레이하는 최초의 휴대 전화로 2000년 미국에서 판매가 시작되었다.
• 정전식 터치스크린 휴대 전화: LG KE850은 정전식 터치스크린을 장착한 최초의 휴대 전화로서 2007년 1월 발표되었으며 5월부터 판매되었다.
• LTE 휴대 전화: 삼성의 SCH-r900은 세계 최초의 LTE 방식의 휴대 전화로서 2010년 9월 21일에 발매되었다. 삼성 겔럭시가 세계 최초의 LTE 방식 스마트폰으로 2011년 2월에 두 기종이 MetroPCS를 통해 미국에서 발매되었다.

IT

• 비 접촉식 스마트 교통 카드: 서울시는 세계에서 가장 긴 사용 기록을 가진 스마트 카드를 사용하는 도시다. 한국 시스템을 통합하는 INTEC사와 서울버스사업조합은 1995년12월 시스템의 시험을 시작하였다. 최초의 비접촉 승차권 시스템은 1996년 서울에, 1997년 홍콩에 실시 되었다.
• 컬러링 서비스: 한국의 무선통신 사업자가 발명하여 최초로 제공한 서비스로 어떤 사람에게 전화를 걸었을 때 음악이나 음성 대역의 조각을 표준 신호 대신에 제공하는 것이다. 한국의 이동전화 사업자인 SK텔레콤에서 2002년에 서비스를 시작하였다.
• 와이브로: WiMAX 시스템을 지칭하는 무선 통신 용어로 한국에서 개발되고 상용화 되었다.
• 디지털 멀티미디어 방송(DMB): 한국에서 개발된 무선 방송 기술.
• 디지털 이동 TV: DMB의 개발로 한국은 이동식 TV 방송을 실시하는 최초의 국가가 되었다.
• 가상 가게: 한국의 수퍼마켓 체인인 홈플러스 CEO, 이성한이 개발한 가상의 가게로서 2008년에 아이디어를 만들었다. 고객이 자신의 스마트폰의 홈플러스 앱을 이용, 전철역에서 구매를 하여 집으로 배달하게 하는 것이다. 서울의 선릉역에 처음 설치되었다.
• LTE 서비스: 삼성이 개발한 세계 최초의 상용화된 LTE 장비로 스톡홀름에서 최초의 서비스를 시작하였다. MetroPCS에 장비를 공급하여 북미 지역에서 최초의 4G LTE 서비스를 시작하였다.

자연 과학

• 우의 삼각형: 십자화 속 식물의 진화 과정과 관계를 설명하는 이론으로 1935년 우장춘 박사에 의하여 만들어졌다.
• 비니론(또는 비나론) 나이론 다음으로 인류가 발명한 두번째의 합성 섬유로서 1939년 일본의 다까수끼 화학 연구소의 한국인 화학자 이승기 박사가 발명하였다. 1954년에 시제품을 만들고 1961년 2월 8일 북한의 함흥에 대량 생산을 위한 공장이 세워졌다.
• 금속 산화물 필드 효과 트랜지스터(FET): 강다원 박사와 마틴 엠 아타라가 미국의 벨연구소에서 MOS-FET를 1929년에 발명하였다.
• Ring system Positron emission tomography: Zang-Hee Cho, a Korean neuroscientist, and James Robertson were the first to propose Ring positron emission tomography. Cho also developed the first "PET-MRI" fusion molecular imaging device for neuro-molecular imaging.[42] 한국의 신경과학자인 조장희 박사와 제임스 로버트선이 최초로 고리식 양전자 방출 단층촬영기를 제안하였다. 조박사는 신경 분자의 형상화를 위한 확산식 분자 형상장치인 최초의 "PET-MRI"를 개발하였다.
• 한타바이러스 유행성출혈열을 유발하는 바이러스로서 이호왕 박사에 의하여  최초로 발견(분리)되었다.
• Invisible Axion: A hypothetical elementary particle predicted by some theories of particle physics. Theoretical physicist Kim Jihn Eui suggested the existence of a very light particle, named the invisible axion and made a solution to the strong CP problem in the standard model.[44]
• Supersolid: is a frictionless solid and the term was named by Eunseong Kim and Moses Chan.
• Brown-Rho Scaling: Mannque Rho, Korean theoretical physicist, suggested the theory with Gerald E. Brown which predicts how the masses of the hadrons disappear in hot and dense environments.
• Graphene: In 2005 the Philip Kim, Korean condensed matter physicist, group together with the Andre Geim group demonstrated that quasiparticles in graphene were massless Dirac fermions. These discoveries led to an explosion of interest in graphene. In his Nobel Prize lecture, Andre Geim acknowledged the contribution of Philip Kim, saying, "I owe Philip a great deal for this, and many people heard me saying – before and after the Nobel Prize – that I would be honoured to share it with him." Byung Hee Hong and his team in South Korea pioneered the synthesis of large-scale graphene films using chemical vapour deposition (CVD) on thin nickel layers, which triggered chemical researches toward the practical applications of graphene.[45][46]
• Diversity-oriented fluorescence library approach: Young-Tae Chang pioneered the approach (DOFLA) using fluorescent dye library.[47]

사회 과학

• 블루 오션 전략: INSEAD 경영대학원의 김위찬 교수와 르네 마보안 교수가 창안한 용어로 새로 탄생한, 그래서 경쟁자가 별로 없는 시장을 말하는 것이다. 반대말은 래드 오션 이라고 한다.

문화

인터넷

• 전자 카페: 초기 형태의 사이버 까페인 전자 까페가 1988년 서울의 홍익대 앞에서 개점하였다. 이곳에는 전화선을 이용한 온라인 서비스에 연결된 16빗트 컴퓨터 2대가 있었다. 온라인 서비스 사용자들의 오프라인 미팅이 이 전자 까페에서 열렸으며 온라인, 오프라인 활동의 장소로 이용되었다.
• LAN 게임 센터: PC 방은사람들이 고속 인터넷을 접속할 수 있는 곳으로 PC 게임인 1998년 StarCraft가 발표된 이후 굉장히 인기를 끌었다. 1997년에 서울에 약 100개의 PC방이 있었는 데 2002년에는 25,000개로 늘어났다.
• Q&A 사이트(지식인): 한국의 첫째가는 검색 포털 사이트인 네이버에서 2002년에 시작한 지식인(knowledge Search)은 사회 집단에 의한 질문-대답 사이트 이다.​ 이 프로그램은 사용자가 질문, 말하자면 "김치 요리법?" 또는 "국제적 잡지를 인테넷에서 읽는 법?" 같은 질문을 하는 것이다. 야후가 몇년 뒤인 2005년 네이버의 지식인을 모델로 삼아 Q&A 서비스를 시작하였다.

+ 자 드라이버의 크기와 호칭 칫수

우리가 보통 "(+) 자 나사"라고 말하는 Philip's Head Screw에는 그 머리 크기에 따른 호칭 칫수가 있다.

가장 보편적으로 사용하는 M6 정도 부터 M3까지 나사의 (+) 자 머리의 크기는 대부분 2 번을 사용하고 그 보다 나사가 작을 경우 1번을 사용한다. M8 이상 대형 Screw의 경우는 호칭 칫수 3 번을 사용한다.

드라이버를 자세히 보면 "PH 2" 와 같은 각인이 되어 있으며 "PH"는 Philip's Head으 약자로 생각된다.

1번 드라이버로 2번 나사못을 돌리게 되면 공구가 나사의 홈과 꼭 맞지않아 나사못의 머리가 쉽게 망가질 수 있으므로 주의할 필요가 있다.

호칭 칫수 3번 홈을 가진 M8의 나사는 100AF 이상의 차단기 등에 사용되는 데 일반 전공이 가지고 있는 (+) 자 드라이버는 2번 밖에 없어 종종 나사를 망가뜨려 애를 먹곤 한다. (-) 자 홈이 같이 있는 경우에는 (-) 드라이버를 사용하면 손상을 막을 수 있다.
우리 주변에서 볼수 있는 나사못은 대부분 "2 번"이라고 생각하면 90% 정확할 것이다.

참고로 + 자 머리 드라이버의 사진을 보여준다.

Philip's Head Screw Drivers( 위로부터, #3 번, #2 번, #1번, #0번)


우리가 보통 "십자 드라이버"로 부르는 드라이버의 영어 명칭은 "Philip's Head Screw Driver" 이고 "일자 드라이버"로 부르는 것은 "Flat Head Screw Driver" 이다.

"Plus Driver" 라고 호칭하면 영어권에서는 알아 듣는 사람이 없다.

Philip's Head Screw Driver는 위에 소개한 번호로, Flat Head Screw Driver는 폭의 칫수(mm 또는 inch)로 그 크기를 구분하여 호칭한다.

화재 감지기 회로(4 가닥)의 처리 방법

천정의 화재 감지기로 부터 내려와 화재 수신기, 속보세트 또는 소화전에 인입된 4 가닥의 전선은 다음과 같이 처리한다

위 그림과 같이 적색 2 가닥, 흑색 2 가닥일 경우,
1. 적색 한 가닥을, "회로" 단자에 연결한다.
2. 흑색 한가닥을 "공통" 단자에 연결한다 - "공통"은 DC 24V 전원의 (-)극에 해당한다.
3. 적색 한가닥과 흑색 한 가닥 사이에 종단 저항(10 킬로옴 짜리, 화재 수신기과 함께 공급된다)을 연결한다.

참고 사항: 흑색 및 적색의 전선은 화재 감지기에서 같은 색 끼리 연결되어 있어 개념상 두가닥의 전선이 출발 지점에서 천정 속 감지기의 연결점을 거쳐 되돌아 온 것으로 보면 된다.
결선하기 전에 반드시 같은 색갈끼리 연결이 되어 있는지 저항을 측정하여 도통 상태를 확인할 필요가 있다. 만일 Open 되어 있다면 어떤 감지기에서 단자가 빠진 것이다. 모든 감지기를 차례로 열어서 확인하여 수정하여야 한다.

화재 이보와 노래방의 영상 차단 해설

주) 이 게시물은 네이버의 내 블로그(아래의 링크)에도 올려져 있습니다. 그림이 잘 보이지 않으면 방문하여 확인하시면 됩니다.

http://wonstoneyoo.blog.me/20056948841

화재 이보(移報)

배경: 주점이나 노래방, 음식점 등 다중 이용 업소의 경우 상황에 따라 독립된 별도의 화재 수신기를 설치할 경우 필수적으로 화재 발생 시 건물의 주 화재 수신기에 화재 상황을 통보하는 회로가 필요하다. 이를 화재 이보(移報) 또는 연동이라고 말한다.

방법_1: 수신기 내부에 “이보” 또는 “유도등”(릴레이의 a 접점 출력) 단자가 있는 경우에는 “이보” 또는 “유도등” 단자(2 곳)로부터 전선을 인출하여 해당 층 소화전 또는 다른 속보 세트의 "공통"과 "회로"에 연결한다. 참고로 “유도등” 출력은 구 소방법에 따라 화재 시 유도등의 점등 신호로 사용되었으나 지금은 유도등이 상시 점등 방식으로 변경되었으므로 이 목적에 전용하여도 무방하다. 화재 수신기의 종류에 따라 외부 조작부에 유도등을 수동으로 켤 수 있는 스위치가 있는 경우, 스위치를 켜면 유도등 리레이가 동작하여 화재 이보 신호가 발생할 수 있으므로 유도등 출력을 이보 신호로 이용했을 경우 이 회로를 절단 하여야 한다.

방법_2: 표준 수신기로서 아무런 보조 출력이 없다면 “주경종” 출력과 “공통” 의 두 단자에 DC 24V 릴레이의 코일을 연결하고 릴레이의 a 접점 양단에 두 가닥의 전선을 연결하여 소화전 또는 다른 속보 세트의 "공통"과 "회로"에 연결한다. 원칙은 수신기의 “화재” 표시등으로 가는 회로를 찾아 릴레이의 코일에 연결해야 하나 최신형 화재 수신기의 "주 경종 정지" 누름 버턴은 순시 동작형(구형은 한번 누르면 계속 눌러져 있는 메모리 동작식 이었다) 으로 되어되어 있으므로 문제는 없다. 간혹 “주경종” 대신 “지구경종” 단자에 연결하는 사례가 있으나 지구 경종은 “지구경종 정지” 누름 버턴으로 울리지 않도록 할 수가 있으므로 화재 시 이보가 되지 않는 문제가 발생 할 수도 있다.

참고사항:

간혹 별도로 설치된 화재 수신기의 "회로" 와 "공통" 단자를 소화전 또는 다른 속보 세트의 "회로" 및 "공통" 단자에 연결하는 경우를 볼 수 있는 데 이 경우 두 "회로"는 각기 별도의 DC 24V 전원에 연결되어 있으므로 전압의 차이로 인한 순환 전류가 흐르거나 전원 간의 상호 간섭이 발생할 수도 있으므로 정상적인 동작을 기대할 수 없다.

만일 건물 측 화재 감지기가 구역 내에 설치되어있고 정상 동작 상태라면(양단의 전압이 DC 18~23V가 나온다) 이 화재 감지기의 두 단자에 “이보” 또는 “유도등” 단자에서 인출한 2가닥의 전선을 추가하여 연결하면 화재 시 “이보” 또는 “유도등” 출력의 두 단자가 쇼트 되므로 화재 신호가 건물의 주 화재 수신기에 전달된다.

공사를 위한 기존 구조물의 철거 시 건물 측 화재 감지기의 일부 또는 전부 철거 되었다면 회로 상 단절이 되어있는 경우가 있으므로 소화전 또는 속보 세트에서 결선 상태를 확인할 필요가 있다.

업소에 별도의 화재 수신기을 신설하는 경우, 기 설치되어있던 건물 측 화재 감지기는 특별히 제거할 필요는 없으나(만일 건물 측 화재 감지기가 콘크리트 천정의 매입박스에 그대로 붙어있고 새로이 천정을 설치하는 경우라면 그대로 두어도 아무런 문제가 없다) 가능하면 건물 측 화재 감지기는 활용하지 말고(같은 색갈 끼리 연결해 주면 된다) 새로이 설치하는 모든 화재 감지기를 신설 화재 수신기에 연결하는 것이 좋다. 그 이유는 건물의 주 화재 수신기가 고장이거나 작동 정지 상태면 건물 측 화재 감지기 또한 작동이 되지 않으므로 업소의 소방 점검 시 지적 사항이 될 수가 있기 때문이다.

이러한 이유로 건물이 노후된 경우, 나는 건물 내 작은 업소의 경우 독립된 화재 수신기 설치를 강력 추천하는 편이다.

노래방의 영상 차단

배경: 소방법에 따라 단란 주점 또는 노래방의 경우 화재 발생 시 노래방 기기의 전원이 끊어지도록 시설하여야 한다. 이를 소방법에서는 “영상 차단”이라는 용어로 통한다.

시판되는 화재 수신기에는 “영상 차단” 릴레이(단상 파워 릴레이)가 추가된 것이 있으나 대체로 릴레이의 접점 용량이 충분하지 않아 노래방 기기 4~5 대 정도의 단란 주점 등에는 문제가 없으나 방의 수가 많은 노래방의 경우에는 분전반에 통전용량 50A 이상의 대형 3상 전자 접촉기를 부스바의 중간 쯤에 설치하여 상부에 전열 및 전등 회로를 연결하고 전자 접촉기를 통과한 하부의 ELB에 노래방 기기를 연결하는 방식(아래의 도면 참조)을 많이 채용한다.

방법­1: 화재 이보의 방법_1은 수신기에 내장된 a 접접을 그대로 이용하는 것이므로 영상차단 회로 용으로 전용할 수 없다. 이 경우는 별도의 DC 24V 릴레이를 추가하여 해결한다(방법_2 참조).

방법_2:화재 이보와 영상차단 두 기능이 동시에 필요한 경우에는 DC 24V 릴레이(출력 접점, 2a 2b 이상)를 한 개 설치하고 릴레이의 코일의 결선은 화재 이보의 방법_2와 같이 연결한다. 영상 차단용 3상 전자 접촉기는 정상 상태에서 b 접점을 통과한 전원으로 코일이 여자되어 통전 상태에 있다가 화재 발생 시 릴레이의 b 접점이 떨어져 전원이 끊어지고 이에 따라 노래방 기기로 가는 전원이 차단 되는 것이다.

이상의 설명을 아래의 회로도에 표시하였다. 회로도는 위의 설명과 약간 다르게 "유도등" 또는 "이보"(화재 시 동작한다) 출력을 수신기의 내부 24V 전원("표시등" 출력을 사용)을 이용하는 것으로 되어있다.

주 화재 수신기와 부 수신기와의 상호 이보

부탁드립니다.

이 게시물은 전기 기술자인 내가 여러분에게 제공하는 것이며 이 글을 읽으시는 여러분이 이 블로그에 게시되는 광고를 클릭해 주시면 나에게 약간의 금전적인 보상이 되어 이런 유익한 글을 계속 게시할 수 있도록 응원을 해 주시는 것이 됩니다.

=======================================================================

"상호 이보(相互移報)"는 부 수신기의 관할 구역에서 화재가 발생하면 주 수신반으로,(상위 이보) 주 수신기에 화재 신호가 수신되면 부 수신기로(하위 이보) 화재 사실을 통보하여 건물의 모든 화재 수신기가 일제히 경종을 울릴 수 있도록 당연히 구성해야 하는 것이나 소방서에서도 명확한 개념이 없어 아직까지는 강력히 요구하고 있지는 않는 상황이다. 내 경험에 의하면 장안동의 한 노래방 업소에 두개의 부 수신기가 있었는 데 소방 완비 업체의 요구에 따라 두 대의 부 수신기 간의 상호 이보와 그 중 한 수신기에서 주 수신기로의 상위 이보를 시공한 적이 있다.

부 화재 수신기에서 주 수신기로 화재 신호의 상위 이보를 위해 이미 두 가닥의 선이 소화전에 연결되어 있다면 한 가닥을 추가하여 아래 그림과 같이 구성한다. 주 작업(결선 작업이 많은)은 부 수신기에서 하고 상호 연결 선의 수를 줄이기 위하여 주 수신기에서 부 수신기로의 하위 이보 신호는 기존 "공통" 선과 화재 발생시 DC 24V 가 출력되는 "경종" 신호를 이용하였다.

주의 사항: 이보 또는 유도등 출력 접점이 부 수신기에 내장된 것으로 가정하고 회로를 구성하였으나 만일 이러한 사용할 수 있는 출력 접접이 없다면 별도의 24V Relay를 추가하여 화재 신호로 작동하는 경종 신호와 공통선을 Relay의 Coil에 연결하여 출력 접점을 만들어서 사용하여야 한다.

간혹 소화전의 "회로"와 부 수신기의 "회로"를 직접 연결한 잘못된 연결을 볼 수 있는 데 이런 경우 각 수신기의 회로에 공급되는 24V 전압이 상호 연결되어 주 수신기 또는 부 수신기에 문제를 일으킬 수 있으므로 반드시 무전압 접점으로 신호를 상호 전송하여야 한다.


유도등과 화재 수신기

지금은 소방법의 개정으로 유도등은 상시 점등 방식으로 변경되었지만 유도등 점등 회로를 아직도 3 선식으로 운용하는 건물이 있어 이에 대한 해설이 필요한 것으로 사료된다.


유도등이 상시 점등 방식으로 변경됨에 따라 화재 수신기에 있던 "유도등" 출력이나 대형 화재 수신기의 경우 전면 조작부에 설치된 유도등 선택 스위치 등은 필요 없게 되었다.
새로이 신설되는 경우 유도등은 상시 투입된 전원에 연결해 주면 되기 때문에 화재 수신기와의 연관성이 없어졌다.


이에 따라 유도등을 신규 설치(2선 식)할 때는 유도등의 적색과 흑색의 전선을 묶어서 동시에 220V 전압선에 연결하고 백색은 N극에 연결한다. 전압선 및 N극이 바뀌어도 아무런 문제는 없다.


아래에 옛날 방식의 화재 수신기과 유도등의 결선도를 보여준다.


그림에서 백색은 보일 수가 없어 청색으로 표시하였고 유도등은 요즘 많이쓰는 LED식으로 표현하였다. 기본 개념에 따른 설명도 임을 참고하기 바란다.

PA 앰프와 스피커의 임피던스 매칭

원룸의 경우 방마다 화재 수신기와 연결된 속보셋의 설치가 의무화 되어 있는 데 비상 방송설비가 설치될 경우 생략이 가능하여 최근에 일한 원룸에 비상방송 장비를 설치하면서 장비에 딸려온 자료를 통해 PA 앰프와 그 동안 잘 이해하지 못하였던 스피커의 임피던스 매칭에 대하여 알게 되어 이 내용을 정리한 것이다.

PA(Public Address*) 앰프 란?

일반 가정용 또는 자동차용 오디오 기기와는 달리 학교, 교회, 운동장 또는 건물 내의 안내 등에 사용되는 앰프를 말하는 것으로 일반 가정용 오디오 기기와는 출력 방식이 다르기 때문에 스피커 연결 시 주의가 필요하다.

주(*): 지적에 따라 내용 중 잘못된 용어를 바로 잡았다. 보통 Address는 주소라고 번역하기 쉬우나 또다른 의미로 알림 이라는 뜻이 있다.

앰프의 출력과 스피커의 임피던스

· 가정용 오디오 또는 자동차용 오디오 기기는 스피커의 임피던스가 4Ω 또는 8Ω 으로 일정하며 출력 레벨에 따라 앰프의 출력 전압이 변화하는 방식이다.

예를 들면, 100W출력의 앰프에 8Ω의 스피커가 연결될 경우는 최대 출력 전압은 28.3V가 된다.

200W 출력의 앰프에 8Ω의 스피커가 연결될 경우는 최대 출력 전압은 40V가 된다.

· PA 앰프는 선로의 전력 손실을 줄이기 위하여 앰프의 출력 부에서 출력 전압을 70V 또는 100V 로 승압하여 신호를 전송합니다. 이는 교류 전력의 송전 효율을 높이기 위하여 특고압을 이용하는 것과 같은 원리입니다.

따라서 PA 앰프는 출력 용량에 관계없이 70V 또는 100V 로 일정하며 출력 단자에 연결하는 스피커의 임피던스에 따라 소비전력이 결정됩니다.

예를 들면, 120W, 100V 출력의 앰프는 연결된 모든 스피커의 합성 저항, 83Ω까지 연결할 수 있으며 240W, 100V 출력의 경우는 42Ω까지 연결이 가능합니다.

계산 식을 제시하면, P = I² * R = (E/R) ²*R = E²/ R, R=E²/P=100²/120=83 [Ω] ----120W, 100V

                                                                                                     100²/240=42 [Ω] --- 240W, 100V

· PA 앰프의 출력 단자는 4 Ω, 8 Ω, 70V, 100V 등이 있어 다양한 설치가 가능합니다. 4 Ω, 8 Ω, 16Ω 등을 Lo-Z(로우 임피던스), 70V, 100V 등을 Hi-Z(하이 임피던스)라고 합니다.

임피던스 매칭(Impedance Matching)

일반 가정용 또는 자동차용 오디오 기기는 그 기기에 맞는 저항값을 가진 스피커를 사용하면 됩니다.

PA 앰프도 Lo-Z 출력인 경우는 가정용 또는 자동차용 오디오 기기와 같이 앰프의 출력에 맞추어 스피커를 연결하면 됩니다. 그러나 Hi-Z 출력일 경우는 출력 전압이 100V (또는 70V)일 경우는 스피커 연결 시 매칭 트랜스가 필요합니다.

건물의 소방 설비용으로 사용되는 스피커에 내장된 매칭 트랜스는 스피커의 출력에 따라 PA 앰프에 사용할 수 있도록 입력 단자의 임피던스를 맞추어 놓은 것 입니다.

아래의 사진은 아파트 각 세대에 설치된 PA용 스피커 인데 표준 8옴 1W 인 스피커에 10k옴 짜리 매칭 트랜스를 연결하여 제품화 된 모양을 볼 수 있습니다.

예: 100V Line 시용 시

10W = 100²/ 10 = 1,000 -> 1k Ω

3W = 100²/ 3 = 3,333 -> 3.3k Ω

1W = 100²/ 1 = 10,000 -> 10k Ω

PA 앰프의 스피커 연결 법

120W 출력의 앰프에는 10W 스피커는 12개, 3W 스피커는 40개, 1W 스피커는 120개까지 연결(병렬)하여 사용하거나 각기 다른 출력의 스피커를 연결하여 사용할 수 있습니다.

이 경우 합성 임피던스는,

                         1

Z ≤ ----------------------------

          1/Z1 + 1/Z2 + 1/Z3 . . .

는 위 식과 같이 계산하여야 하며 이 값이 앰프의 정격 임피던스보다 낮지 않도록 (120W 의 경우 100V 단자에 83 Ω, 240W의 경우 100V에 42 Ω) 하여야 한다.

과부하(Over Load) 란?

앰프에 연결된 스피커의 합성 임피던스가 정격보다 낮아질 경우 앰프에 과중한 부담이 될 수 있는 데 이를 과부하라고 합니다.

특히 앰프에 스피커를 연결하기 전에 스피커 선로가 쇼트가 되어 있지 않도록 점검 하여야 합니다.