소방전기설비기초 목원대학교 소방안전관리과 신 종 환

자동화재탐지설비

자동화재탐지설비의 구성요소

자동화재탐지설비의 구성도 감지기 수신기 발신기 중계기 음향장치 부속기기 : 표시등, 부수신기 등으로 구성

감지기의 종류

표 1.5 스포트형 감지기 설치면적 부착높이 및 소방대상물의 구분 감 지 기 의 종 류 1종 2종 특종 4m 미만 차동식 스포트형 보상식 정 온 식 1종 2종 특종 4m 미만 주요구조부를 내화구조로 한 소방대상물 또는 그 부분 90 70 60 20 기타 구조의 소방대상물 또는 그 부분 50 40 30 15 4m이상 8m미만 45 35 25

감지기 구조 및 동작원리 1)열 감지기 화재 시 발생되는 열을 감지 : 차동식, 정온식, 보상식 3종류 (1) 차동식 열감지기( Rate of rise type detector) - 실내의 온도상승율이 일정값을 초과시 동작. - 즉 일정시간에 대하여 온도가 상승하는경우 일정한 상승속도를 초과하면 작동, 초과하지 않으면 미작동. - 종류: 차동식 스포트형, 차동식 분포형 - 차동식스포트형: 공기팽창식, 열전대식, 열반도체식 - 차동식분포형 : 공기관식,열전대식,열반도체식

차동식 스포트형 공기 팽창식 감지기 화재가 발생 후 온도가 상승하면 감열실내의 공기가 팽창하여 다이어프램이 위로 밀려 올라가 접점이 닫히고 화재신호가 수신기에 발신된다. 일상적으로 발생하는 완만한 온도 상승으로 팽창한 공기는 리크구멍을 통하여 외기로 배출되어 접점이 닫히지 않는다.                                                                                                                 [그림1]  공기팽창식 감지기

**기전력 [起電力] 전위(電位) 가 서로 다른 두 점 사이의 전위차를 이용하여 전류를 흐르게 하는 힘. 단위는 볼트(V). **고감도릴레이 : 미소한 전압 으로도 동작하는 계전기 **기전력 [起電力] 전위(電位) 가 서로 다른 두 점 사이의 전위차를 이용하여 전류를 흐르게 하는 힘. 단위는 볼트(V). [그림2]  열전대식 감지기 차동식 스포트형 열전대식 감지기 열전효과( thermo couple effect)를 이용하여 감지기를 동작 시킴 두 종류의 다른 금속의 양단을 서로 접합하여, 한쪽 접점은 온도를 일정 하게 유지하고 다른 한쪽접점의 온도를 변화시키면 양쪽접점의 온도차 에 비례하는 열기전력이 발생하는데 이를 열전효과 라 한다. 열전대로는 철-콘스탄트, 금-은, 백금-양은, 안티몬-비스무스 등이있음. 실내 온도가 서서히 상승시 에는 냉접점의 역열기전력에 의해 온접점의 열기전력이 서로 상쇄되어 감지기는 동작되지 않는다.

** 전자기 릴레이 동작 원리 **   Fig. 2 에서 보듯이 : 릴레이의 코일 양단자에 전압이나 전류가 인가 되었 을 때 , 자기의 흐름이 코아 및 요크 아마추어 공간으로 형성된다. 이러한 자기장의 흐름으로 아마추어가 코아로 당겨지고 접점(N.C)를 개방하거나 접점(N.O)로 밀어 붙게 한다. 코일 양단에 인가된 전압 및 전류가 일정값 이하로 낮아지면, 그 기계적인 복귀력이 전자기적 흡입력보다 커지면 아마 추어가 원상태로 돌아오며 접점(M)이 접점(N.O)부터 개방되어 접점(N.C) 로 돌아온다.

차동식 스포트형 열반도체식감지기 반도체를 이용한 열감지기에는 서미스터(Thermistor)를 이용한 감지기를 주로사용 - 온도에 따라 저항치가 민감하게 변화하는 반도체를 사용 1) 부(-)의 온도계수를 갖는 NTC(Nagative temperature coefficient) - 온도가 올라가면, 소재의 저항치가 감소 2)양(+) 의 온도계수를 갖는 PTC(Nagative temperature coefficient) - 온도가 올라가면, 소재의 저항치가 증가 3)어느 온도에서 급격히 소재의 저항값이 감소하는 CTC(Critical temperature coefficient) - 온도가 올라가도 소재의 저항치가 일정하다가 어느 한도에서 부터 소재의 저항치가 급격히 감소

차동식 분포형 감지기 차동식 분포형 감지기의종류 1. 공기관식 2. 열 전대식 3. 열 반도체식 분포형 감지기란? Page 19 차동식 분포형 감지기의종류 1. 공기관식 2. 열 전대식 3. 열 반도체식 분포형 감지기란? - 감지기 주위온도가 일정한 온도 상승율 이상 되었을때 동작하는것으로 광범위한 열효과의 누적에 의해 작동.

차동식 분포형 공기관식 감지기 분포형감지기도 감지소자에 따라 공기식, 열전대식, 열반도체식이 있으나 우리나라에서는 공기식분포형감지기가 일반적으로 사용되고 있다.

공기관식 감지기의 구조 ** 리크 홀의 역할 : 오 동작 방지(완만한 온도 상승 시 leak hole을 통해 팽창공기가 빠져나가 다이아프램을 동작시키지 않음) ** 급격한 공기팽창 시(화재 시) 다이아 프램을 밀어올려 화재신호를 보냄

공기관 : *최대길이는 100m *외경2m, 관의 두께는 0.3mm이상 검출기 : 공기관에서 공기의 팽창을 다이아프램으로 검출하여 화재신호를 보내는 역할

검출기 내부

⊙ 공기관식 감지기 설치기준(화재안전기준) ① 공기관의 노출 부분은 감지구역 마다 20m 이상이 되도록 할것 ② 하나의 검출부분에 접속하는 공기관의 길이는100m 이하로 할것 ③ 공기관 과 감지구역의 각 변과의 수평거리는 1.5m이하일것 ④ 공기관 상호간의 간격은 주요구조부를 내화구조로 한것에 있어서는 9m 이하(그외는 6m 이하)가 되도록 설치할것 ⑤ 공기관은 도중에서 분기하지 아니 하도록 할것 ⑥ 검출부는 바닥으로부터 0.8~1.5m 이하에 설치하고 5°이상 경사되지 아니하도록 부착할것.

차동식 분포형 열전대식 감지기 감열부에 열전대를 사용한것으로 제어벡(seebeck)효과를 이용한 감지기 Page 20 두개의 서로 다른 금속도선의 양끝을 연결하여 폐회로를 구성하고 양단에 온도차가 주면 두 접점사이에 전위차가 발생한다. 이를 열전현상(Thermo-electric Effect)이라 부르고 이 때 발생한 전위차를 열기전력이라고 한다.

*화재발생 시 열전대부에서 열기전력이 발생하여, 미터릴레이에 전류를 발생시켜 릴레이를 동작시킴.

열전대식 분포형감지기 설치기준(화재안전기준) 열전대식 차동식 분포형감지기는 다음의 기준에 의할 것 가. 열전대부는 감지구역의 바닥면적 18제곱미터(주요구조부가 내화구조로 된 소방대상물에 있어서는 22제곱미터)마다 1개 이상으로 할 것. 다만, 바닥면적 이 72제곱미터(주요구조부가 내화구조로 된 소방대상물에 있어서는 88제곱미터) 이하인 소방대상물에 있어서는 4개 이상으로 하여야 한다. 나. 하나의 검출부에 접속하는 열전대부는 20개 이하로 할 것 **그러므로 하나의 감지구역에 설치되는 열전대부는 최소 4개이상, 최대 20개 이하임

차동식 분포형 열반도체식 감지기 Page 21 1.온도가 상승하면 전기저항이 작아지는 특성(NTC)의 열반도체를 이용 하여 화재를 감지하는 방식 2.열반도체 소자는 안티몬(Sb)-비스무스(Bi)-텔루륨(Te)계 화합물로서 열기전력 을 발생시키며, 난방등의 완만한 온도상승은 동니켈선이 열반도체와 역방향의 기전력을 발생시켜 비화재보를 방지한다.

3) 열반도체식 구성 : 수열판, 열반도체소자, 동니켈선, 미터릴레이 가. 수열판 : 열을 유효하게 받는 부분   가. 수열판 : 열을 유효하게 받는 부분   나. 열반도체 소자 : 열기전력을 발생하는 부분   다. 동니켈선 : 열반도체 소자와 역방향의 열기전력을 발생하여 감지기의 오동작을 방지한다   라. 미터릴레이 : 발생된 기전력을 이용하여 동작시 화재신호를 보냄

열반도체식 차동식분포형감지기는 다음의 기준에 따를 것 가. 감지부는 그 부착높이 및 소방대상물에 따라 다음 표에 따른 바닥 면적마다 1개 이상으로 할 것. 다만, 바닥면적이 다음 표에 따른 면적의 2배 이하인 경우에는 2개(부착높이가 8m 미만이고, 바닥면 적이 다음 표에 따른 면적 이하인 경우에는 1개) 이상으로 하여야 한다. 부착높이 및 소방대상물의 구분 감지기의 종류 1종 2종 8m 미만 주요구조부가 내화구조로된 소방대상물 또는 그 구분 65 36 기타 구조의 소방대상물 또는 그 부분 40 23 8m 이상 15m 미만 주요구조부가 내화구조로 된 소방대상물 또는 그 부분 50 30 나. 하나의 검출기에 접속하는 감지부는 2개 이상 15개 이하가 되도록 할 것. 다만, 각각의 감지부에 대한 작동여부를 검출기에서 표시 할수 있는 것(주소형)은 형식승인 받은 성능인정범위내의 수량으로 설치할 수 있다.

정온식감지기 일국소의 주위온도가 일정한 온도이상으로 되었을 때 작동하는 것으로 ,스포트형 과 감지선형 이있음 page22 일국소의 주위온도가 일정한 온도이상으로 되었을 때 작동하는 것으로 ,스포트형 과 감지선형 이있음 정온식 스포트형 감지기 일국소의 주위온도가 일정한 온도이상으로 되었을 때 작동하는 것으로 외관이 전선으로 되어있지 아니한 것  - 원리 방식   ① 바이메탈의 활곡 및 반전이용   ② 금속의 팽창계수차 이용   ③ 액체의 팽창이용   ④ 가용절연물 이용   ⑤ 감열반도체소자를 이용한 것

**바이메탈(bimetal) 열팽창계수가 매우 다른 두 종류의 얇은 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 막대 형태의 부품으로, 열을 가했을 때 휘는 성질을 이용하여 기기를 온도에 따라 제어하는 역할을 할 수 있다. 서로 다른 팽창계수를 가지고 있어 열이 올라가면 한쪽이 더 많이 팽창한다. 두 금속판이 서로 꼭 붙어서 떨어지지 않는다면 두 금속중 팽창계수가 작아 적게 팽창하는 쪽으로 휘어진다. 그림 참조

* 온도 상승 시 바이메탈이 휘어져 접점 + 와 접점- 를 붙여준다 * 바이메탈은 위쪽이 팽창계수가 적은 금속 * 온도 하강 시 원위치 됨 * 온도 상승 시 바이메탈이 점선과 같이 반전되어 접점 + 와 접점- 를 붙여준다 * 온도 하강 시 원위치 됨

* 온도 상승시 고팽창 금속이 늘어나 접점을 붙이고, 온도 하강 시 저팽창 금속에 의해 접점은 원위치 * 온도상승 시 내부 액체가 팽창하여 오른쪽 그림과 같이 반전판을 밀어올려 접점을 붙이고, 온도 하강 시 접점은 원위치 됨(액체는 알코올 사용)

온도상승 시 가용 절연물이 녹아 외측의(-)선과 가운데(+) 선이 합선되어 화재신호를 보냄. * 온도상승 시 저항이 작아지는(-) 특성을 가진 열반도체 소자를 이용한 것

정온식 감지선형 감지기 정온식 감지선형 감지기 일국소의 주위온도가 일정한 온도이상이 되는 경우에 작동하는 것으로 외관이 전선으로 되어 있는 것 정온식 감지선형은 스포트형 감지기와 달라 한번 동작 시 절연이 파괴 되므로 재사용을 할 수 없음

지하구 내부 전기 케이블 트레이 에설치된 감지선형 감지기(붉은색) 트레이 위 케이블 위에 지그 재그로 설치 하여 감지가 잘되도록 설치함

왼쪽 수신기는 한전 지하 전력구 내 정온식 감지선형을 설치하여, 감지기 동작 시 화재위치 까지 알수있는 전용 수신기 (그림. 지하구 콘크리트 등에 고정 설치하는 경우 의 예시) 왼쪽 수신기는 한전 지하 전력구 내 정온식 감지선형을 설치하여, 감지기 동작 시 화재위치 까지 알수있는 전용 수신기

보상식 스포트형 감지기 1. 차동식스포트형 감지기와 정온식 스포트형 감지기의 성능을 겸한 것으로서 일국소의 주변온도의 변화에 따라 감도가 변화하여 작동하는 것 2. 즉 두가지 기능중 어느것이 동작해도 화재신호을 보내준다.