누전 경보기의 구성 및 설치기준

1. 개요

사용전압 600V 이하의 경계전로의 누전을 검출하여 해당 소방대상물의 관계자에게 통보하는 것으로서 전기배선과 전기기기의 부하측(2차측)에 사고로부터 누전되면 누설전류가 흐른다. 이 전류가 여러 가지의 누전재해를 발생시키기 때문에 부하 측에 누설전류를 검출하여 재해를 미연에 방지하기 위한 설비이다.

2. 적용범위

누전경보기는 계약전류용량이 100A를 초과하는 특정소방대상물에 설치한다.

3. 구성

 ⑴ 영상변류기 : 경계전로의 누설전류를 자동적으로 검출하여 이를 누전경보기의 수신기에 송신하는 장치

 ⑵ 수신기 : 변류기로부터 검출된 신호를 수신하여 누전의 발생을 당해 소방대상물의 관계인에게 경보를 통보하는 장치

 ⑶ 차단기구 : 경계전로에 누설전류가 흐르는 경우 이를 수신하여 그 경계전로의 전원을 자동적으로 차단하는 장치

 ⑷ 음향장치 : 경보를 발하는 장치

4. 구조 및 원리

 ⑴ 변류기(영상변류기)

  ① 변류기는 누설전류를 검출하는 장치로서 환상형 철심에 검출용 2차 코일을 감은 것이다.

  ② 변류기 내부를 통과하는 전선에 흐르는 전류가 같지 않을 때는 전압이 유기되어 누전을 검출하게 된다.

유기전압 :

여기서, f : 주파수, N₂ : 2차변류기 권선수, Φ_g : 누설전류에 의한 자속(wb)

 ⑵ 수신기

  ① 수신부는 누설전류에 의한 유기된 전압을 수신하여 계전기를 동작시켜 음향장치의 경보를 발할 수 있도록 증폭시켜 주는 역할을 한다.

  ② 수신기 증폭부의 동작방식 종류

   ㈎ 트랜지스터나 매칭트랜스를 조합하여 계전기를 동작시키는 방식

   ㈏ 트랜지스터나 I.C로 증폭하여 계전기를 동작시키는 방식

   ㈐ 트랜지스터 또는 I.C나 미터릴레이를 증폭하여 계전기를 동작시키는 방식

  ③ 수신기 내부 구조의 블록도

 ⑶ 증폭기

 누전경보기의 감도를 높이기 위해서는 미소한 전류의 차이도 검출해야 하는데 이때 유기전압도 미소하게 되므로 이를 증폭하기 위한 것이다. 증폭기는 수신기에 내장되어 있다.

 ⑷ 시험장치

  ① 도통시험 : 수신부와 영상변류기 사이의 외부배선 단선 유무

  ② 동작시험 : 누설전류 검출시험

 ⑸ 음향장치

 음향장치는 수위실 등 상시 사람이 근무하는 장소에 설치해야 하며, 그 음량 및 음색은 다른 기기의 소음 등과 명확히 구별할 수 있는 것으로 해야 한다.

5. 설치기준

 ⑴ 경계전로의 정격전류

정격전류	60[A] 초과	60[A] 이하
경보기의 종류	1급	1급 또는 2급

 다만, 정격전류가 60[A]를 초과하는 전로가 분기되어 각 분기회로의 정격전류가 60[A] 이하로 되는 경우 당해 분기회로마다 2급 누전경보기를 설치하였을 때는 당해 경계전로에 1급 누전경보기를 설치한 것으로 본다.

 ⑵ 변류기

  ① 변류기는 특정소방대상물의 형태, 인입선의 시설방법 등에 따라 옥외 인입선의 제1지점의 부하 측 또는 제2종 접지선 측의 점검이 쉬운 위치에 설치할 것. 다만, 인입선의 형태 또는 특정소방대상물의 구조상 부득이한 경우에는 인입구에 근접한 옥내에 설치할 수 있다.

  ② 변류기를 옥외의 전로에 설치하는 경우에는 옥외형의 것을 설치

 ⑵ 누전경보기의 수신기(수신부)

  ① 누전경보기의 수신부는 옥내의 점검에 편리한 장소에 설치하되, 가연성의 증기·먼지 등이 체류할 우려가 있는 장소의 전기회로에는 해당 부분의 전기회로를 차단할 수 있는 차단기구를 가진 수신부를 설치해야 한다. 이 경우 차단기구의 부분은 해당 장소 외의 안전한 장소에 설치해야 한다.

  ② 누전경보기의 수신부는 다음의 장소 이외의 장소에 설치해야 한다. 다만, 해당 누전경보기에 대하여 방폭·방식·방습·방온·방진 및 정전기 차폐 등의 방호조치를 한 것은 그렇지 않다.

   ㈎ 가연성 증기, 먼지, 가스 등이나 부식성가스 등이 다량 체류하는 장소

   ㈏ 화약류를 제조하거나 저장, 취급하는 장소

   ㈐ 습도가 높은 곳

   ㈑ 온도변화가 급격한 장소

   ㈒ 대전류 회로, 고주파 발생회로 등에 의한 영향을 받을 우려가 있는 장소

 ⑷ 누전경보기의 전원

  ① 전원은 분전반으로부터 전용회로로 하고, 각 극에 개폐기 및 15A 이하의 과전류차단기(배선용 차단기에 있어서는 20A 이하의 것으로 각 극을 개폐할 수 있는 것)를 설치할 것

  ② 전원을 분기할 때에는 다른 차단기에 따라 전원이 차단되지 아니하도록 할 것

  ③ 전원의 개폐기에는 누전경보기용임을 표시한 표지를 할 것

 ※ 누전의 개념

 ⑴ 누전이란 전류가 정상적인 전류의 통로 이외의 통로로 흐르는 것을 말한다. 그림에서 누전이 없는 상태에서는 누전전류 I_E는 흐르지 않고 I_a = I_b가 된다. 그러나 누전이 되면 I_b = I_a - I_E가 되어 I_b는 I_a보다 작아지게 된다.

 ⑵ 그림은 단상 전원을 보인 것이나 3상 전원에 연결된 3상 부하의 경우에도 동일한 원리가 적용된다.

 ⑶ 그림에서는 부하 내에서 누전이 발생한 경우를 보인 것이지만, 누전은 부하 이외에도 전로의 어디서나 발생할 수 있다. 그러나 일반적으로 전로에서 발생하는 누전보다는 부하 내에서 발생하는 누전의 빈도가 훨씬 높다.

 ⑷ 누전전류는 건물의 벽, 바닥, 보 등을 통해서 대지로 흐르게 되는데 이때 보강용 철근, Wire Mesh, Metal Lath 등이 있으면 이들 도체를 따라 흘러서 화재 또는 감전사고를 일으키게 된다.

 ※ 집합형 수신기

 하나의 수신기에 여러 개의 변류기 회로가 연결된 것을 집합형 수신기

 ① 누전이 발생한 전로를 명확히 표시해야 한다.

 ② 누전된 전로를 차단해도 그 전로의 표시가 지속되어야 한다.

 ③ 2개의 전로에서 동시에 누전이 발생했을 때도 기능에 이상이 없어야 한다.

 ④ 2개 이상의 전로에서 동시에 누전이 발생해도 최대부하에 견디는 용량을 가진 것이어야 한다.