소방 설비의 핵심! 전자식 기동용 압력 스위치(PS) 완벽 결선 및 오류 해결 가이드

소방 설비의 핵심! 전자식 기동용 압력 스위치(PS) 완벽 결선 및 오류 해결 가이드

 

목차

1. 전자식 기동용 압력 스위치(PS)의 이해와 중요성
2. 전자식 PS의 기본 구조 및 작동 원리
3. 소방 펌프 제어반(MCC)과의 표준 결선 방법
4. 전자식 PS 결선 시 흔한 오류 유형 및 해결책
5. 정확한 결선을 위한 실무 팁 및 최종 점검 사항

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1. 전자식 기동용 압력 스위치(PS)의 이해와 중요성

소방 설비, 특히 스프링클러 시스템에서 전자식 기동용 압력 스위치(Pressure Switch, PS)는 심장과 같은 펌프의 자동 기동을 책임지는 핵심 부품입니다. 이 스위치의 역할은 시스템 내의 압력을 지속적으로 감시하다가, 화재 발생 등으로 인해 헤드가 개방되어 압력이 설정된 '최저 기동 압력' 이하로 떨어지면, 이를 전기적 신호로 변환하여 소방 펌프의 제어반(MCC)에 전달함으로써 펌프를 자동으로 기동시키는 것입니다.

기존의 기계식 PS는 미세한 압력 변화에 대한 민감도나 오작동 가능성이 있었으나, 최근 도입되는 전자식 PS는 디지털 센싱 기술을 적용하여 훨씬 정확하고 안정적인 압력 감지 및 신호 전달이 가능합니다. 이 정밀성 때문에 정확한 결선은 시스템의 신뢰성과 직결되며, 결선 오류는 화재 시 펌프 미기동이라는 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 소방 기술자에게 전자식 PS의 정확한 결선 방법을 숙지하는 것은 필수적입니다.

2. 전자식 PS의 기본 구조 및 작동 원리

전자식 PS는 크게 압력을 감지하는 센서부(압력 트랜스듀서)와 감지된 압력을 분석하고 접점 신호(Dry Contact)로 출력하는 제어/출력부로 구성됩니다.

작동 원리:

1. 압력 감지: 센서부가 소화 배관 내의 수압을 아날로그 전기 신호로 변환합니다.
2. 설정치 비교: 내장된 마이크로 프로세서가 이 신호를 미리 설정된 기동 압력(예: 8.0 kgf/cm² 설정 시 7.0 kgf/cm² 이하로 하강 시)과 비교합니다.
3. 신호 출력: 압력이 설정된 기동 하한치에 도달하면, 제어부는 내장된 릴레이를 동작시켜 '정상' 상태에서 '기동' 상태로 접점 상태를 변경합니다.

대부분의 전자식 PS는 상시 닫힘(NC, Normally Closed) 접점과 상시 열림(NO, Normally Open) 접점을 동시에 제공하지만, 소방 펌프 기동 회로에는 압력 하강 시 접점이 붙어(Close) 신호를 보내는 NO 접점을 주로 사용합니다. 이는 정전 시에도 안정적으로 작동해야 하는 안전 회로의 특성을 고려한 것입니다.

3. 소방 펌프 제어반(MCC)과의 표준 결선 방법

전자식 PS의 결선은 펌프의 자동 기동 회로에 연결됩니다. 이 회로는 보통 MCC 내의 기동 릴레이(Latching Relay) 또는 타이머 릴레이와 직렬 또는 병렬로 연결됩니다.

표준 결선 단계:

1. 전원 인가 (DC 24V 또는 AC 220V):
   • 전자식 PS는 센서 구동을 위해 외부 전원이 필요합니다. (DC 24V 사용이 일반적)
   • PS의 (+) 단자와 (-) 단자에 MCC 내에서 공급되는 안정화된 DC 24V 전원을 정확히 연결합니다. 극성(+/–)을 바꾸면 기기가 손상될 수 있으므로 주의해야 합니다.
2. 접점 신호선 결선 (펌프 기동):
   • PS의 출력 단자 중 COM(공통) 단자와 NO(Normally Open) 단자를 찾습니다.
   • MCC의 "PS 자동 기동 입력" 단자 (보통 보조 릴레이 코일의 전단 또는 펌프 주 접촉기의 보조 회로)에 PS의 COM 단자와 NO 단자를 각각 연결합니다.
   • 핵심: 이 NO 접점은 평상시(정상 압력)에는 열려 있다가, 압력이 떨어지면 닫혀서 MCC에 전압(보통 제어 전압 DC 24V 또는 AC 220V)을 인가하는 방식으로 펌프 기동 신호를 보냅니다.
3. 경보/상태 표시 결선 (선택 사항):
   • 일부 PS는 '저압 경보', '이상 상태' 등의 추가 접점을 제공합니다.
   • 이 접점(예: NC 접점)을 수신반의 경보 회로나 MCC의 경보 표시등에 연결하여, 저압 상태 발생 시 경보를 울리거나 상태를 표시할 수 있습니다.
4. 배선 규격 준수:
   • 소방 설비의 특성상 내열/난연 전선인 HFIO 또는 FR-3 계열의 전선을 사용해야 하며, 전압 강하를 고려하여 적정 굵기(예: 1.5mm² 이상)를 사용합니다.

4. 전자식 PS 결선 시 흔한 오류 유형 및 해결책

오류 유형	상세 내용	발생 원인	해결책
펌프 미기동	압력은 떨어졌으나 펌프가 돌지 않음.	1. NO/NC 접점 오결선: 기동 신호에 NC 접점을 사용. 2. 전원 미인가: PS 본체에 DC 24V 전원이 들어가지 않음. 3. 제어 전압 상이: PS 접점의 허용 전압 초과 또는 미달.	1. NO 접점 재확인 및 변경. 2. PS 단자의 전압 측정 및 전원선 재결선. 3. PS 스펙과 MCC 제어 전압 일치 확인.
지속적인 펌프 기동/정지 (채터링)	압력 강하 후 펌프가 켜졌다 꺼졌다 반복.	1. 압력 설정 범위(Dead Band) 미설정: 기동점과 정지점의 차이가 너무 좁음. 2. 배관의 맥동: 미세한 압력 변동에 민감하게 반응.	1. PS 자체 설정(프로그래밍)에서 Dead Band 값을 넓게 조정. 2. PS 전단에 다이아프램 또는 완충 장치 추가.
PS 오작동/고장	설정 압력과 측정 압력이 다름.	극성(Polarity) 오결선: DC 24V 전원의 (+)와 (-)를 바꿔 연결.	즉시 전원 차단 후 극성 재확인 및 정확히 연결. (이미 손상되었을 수 있음)
누전 및 쇼트	전선 피복 손상 또는 단자 간 접촉.	전선 마감 불량 또는 비규격 전선 사용.	내열 전선 재사용 및 단자함 내부 절연 처리 강화.

5. 정확한 결선을 위한 실무 팁 및 최종 점검 사항

5.1. 실무 팁

• 배선 라벨링 필수: PS 단자함 내부와 MCC 연결 단자에 'PS Power (+)', 'PS 기동 NO' 등 명확한 라벨을 부착하여 유지보수 시 혼선을 방지해야 합니다.
• PS 설정치 확인: 결선 전 반드시 PS의 기동 압력(Low Set Point)과 정지 압력(High Set Point)이 소방 법규 및 시스템 요구사항에 맞게 프로그래밍되어 있는지 확인합니다. 전자식은 버튼이나 디지털 디스플레이로 설정하므로, 매뉴얼을 참조하여 정확히 설정해야 합니다.
• 쉴드 선 처리: 노이즈에 민감한 전자식 장치이므로, PS와 MCC 사이의 통신선(접점 신호선)은 가능한 쉴드(Shielded) 케이블을 사용하고, 쉴드 선은 한쪽(보통 MCC 측) 접지에만 연결하여 노이즈 간섭을 최소화하는 것이 좋습니다.

5.2. 최종 점검 사항

결선 완료 후에는 반드시 다음 세 가지 테스트를 수행해야 합니다.

1. 통전 테스트: PS 단자함 내부의 전원 단자에서 정확한 전압(예: DC 24V)이 측정되는지 확인합니다.
2. 접점 상태 테스트 (압력 정상 시): 멀티미터를 이용하여 PS의 COM 단자와 NO 단자 사이를 측정했을 때, 정상 압력 상태에서는 개방(Open, 저항 무한대) 상태여야 합니다.
3. 모의 기동 테스트:
   • 시스템의 압력을 인위적으로 설정된 기동 압력 이하로 낮춥니다 (예: 배수 밸브 개방).
   • 압력이 떨어지는 순간 PS의 COM-NO 접점이 닫힘(Close, 저항 0) 상태로 변하는지 확인합니다.
   • 이 접점 신호가 MCC로 정확히 전달되어 펌프가 자동으로 기동하는지 최종 확인합니다.

이러한 단계별 접근과 정밀한 검증 과정을 통해 전자식 기동용 압력 스위치의 결선 오류를 완벽하게 예방하고, 소방 설비의 신뢰도를 최고 수준으로 유지할 수 있습니다.