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광케이블 화재감시 시스템 - 터널용 LTS200
[ 2004-04-29 19:40:13 ]
글쓴이  
관리자
조회수: 20165        

광케이블 화재감시 시스템 - 터널용 LTS200

목차

1. 터널 내 차량 화재의 특성
2. 터널에 적용되는 화재감시설비의 요구조건
3. 광케이블 화재감시시스템 구성
4. 설치 공사

1. 터널 내 차량화재의 특성

1.1 차량 종류별 화재의 전개

종    류          전소화재까지의 개략 시간        비   고
승 용 차          약 10분 Full Fire
트럭, 버스          약 20 분 Full Fire

1.2 터널 내 차량화재의 특징

차량은 다량의 연료(가솔린, 디젤, LPG 등)를 적재하여 화재시 엄청난 발열을 동반한다.
차량 화재는 유류화재의 특성을 갖고 급속하게 확대된다.
차량 화재는 다양한 내장재를 연소 시키면서 다량의 독성 가스를 발생한다.
차량의 전소화재는 고온의 화염이 터널내의 강한 자연풍으로 인하여 인접 차량에 신속히 전파(Flash Over)된다.
터널 화재 시 고속 주행 차량의 급정지로 많은 사람이 터널 속에 머무르는 경우가 많다.
터널은 지형에 따라 항상 빠른 기류(2-10m/s)의 흐름이 있어 연기가 한쪽 방향으로 신속히 확산된다.
송풍기의 제연이 거의 불가능 하다.

1.3 터널 내 차량 화재의 예상 결과

다수의 인명과 차량의 손실이 따르는 재난이 될 수 있다.
터널 구조의 파손이나 열화로 재산상의 손실이 크다.
보수 기간 동안 터널 폐쇄로 물류비의 손실이 크다.
 
2. 터널에 적용되는 화재감시설비의 요구조건

2.1 정확한 발화 위치 파악이 가능해야 한다.

발화 차량의 위치에 따라 주행 차량과 정체 차량의 통제가 필요하다.
발화 차량의 위치와 인접한 도피 갱의 위치, 출입구간 거리를 산정하여 승객들에게 안전하고 신속한 대피 안내가 필요하다.
발화 차량 해당구역의 소화설비(물분무, 포등)의 정확한 작동이 필요하다.
일본과 한국은 50m씩 구획하여 1구역을 작동하나 유럽은 30m씩 구획하여 3구역을 작동하도록 한다.
소방대의 신속한 접근이 필요하다.
제트 팬의 위치별 정역 제연 운전의 시퀀스 작성에 필수적이다.

2.2 터널 화재의 정확한 발화위치 파악의 어려움

빠른 기류의 흐름(초속 10m 이상의 경우가 빈번함)으로 차동식 감지기로는 100m 이상의 오차가 보고된바 있다.

2.3 터널 적응 감지기의 요건

정확한 발화 위치를 감지하기 위해서는 복사열을 감지할 수 있어야 한다.
화재의 확산 방향의 파악(바람과 동일한 방향)이 가능해야 한다.
4m(유럽규정) 오차 범위의 발화위치의 파악이 가능해야 한다.
다량의 먼지, 습기, 급격한 온도변화 및 혹한에 내구성을 가져야 한다.
차량 배기가스에 함유된 SO2, CO, NOx등 화학물질에 부식되지 않아야 한다.
주기적인 터널 내부 물청소에 내구성을 가져야 한다.
항시 차량의 통행으로 터널 내부에는 점검 개소가 없어야 한다.
터널은 산악 오지에 산재하므로 TGMS(Tunnel Group Management System) 및
타 시스템과 통합되어 원격제어 및 연동 기능을 가져야 한다.

3. 광케이블식 화재감시시스템 구성-Sensa LTS200

3.1 중앙 감시장치

3.1.1 화재 감지기능

대상 터널에 대한 실시간 온도 분포 및 화재를 자동으로 확인 감시할 수 있어야 한다.
감지 센서 케이블의 위치 별 또는 지역(ZONE)별 세분화 하여 미세한 온도변화를 감지하여야 한다.
감지된 온도 및 급격한 온도변화 정보를 중앙 또는 감시할 수 있는 장비로 전송되어 경고 신호 및 즉각 조치 가능한 상태의 환경을 제공하여야 한다.
화재가 확인되면 DTS는 직접 연결된 유도등, 경종 등을 자동으로 연동시키며 중앙 감시 장치에서는 정확한 화재의 위치정보를 안내방송, 제연설비, 물 분무설비, 교통안내전광판 등에 제공하여 안전한 승객 및 차량의 대피 안내와 원활한 소화활동을 지원한다.

3.1.2 데이터 보관 및 검색기능
특정구역에서 발생된 온도의 월간, 년간 자료를 보관하고 검색할 있는 기능이 있어야 한다.
저장된 자료는 시스템의 정 오보 파악, 계절별 온도 변화 등의 정보를 제공하며, 최적의 교체시기를 알려주어 최상의 시스템 유지 관리가 될 수 있도록 하는 자료 또는 정보를 제공하는 기능이 있어야 한다.
각종 경보신호는 자료로서 제공 및 저장하여야 하며, 이를 분석하여 시스템의 유지보수 및 교체시기등에 활용할 수 있는 기능이 있어야 한다.

3.1.3 경보지시 기능
경보의 지시는 가시-가청 경보를 발생하며 긴급 시에는 운용자 또는 관리자의 비상망에 자동 통보 할 수 있어야 한다.
각 시스템별 온도 변화에 따른 경보단계를 세분화 하고 운용자가 쉽게 변경 할 수 있어야 한다.
발생된 경보는 운용자 또는 관리자에게 컴퓨터 화상으로 가시, 가청 경보는 물론, 발생 부위, 지점, 자료를 지시하며 이를 저장하는 기능 및 경보설정 온도를 운영자가 쉽게 설정 할 수 있어야 한다.
EVENT 발생 후 조치사항에 대한 경보는 자동 해제 기능을 제공한다.
EVENT 발생 리스트를 운용자 또는 관리자가 필요 시 또는 주기적 레포팅 할수 있는 기능을 제공(자동 및 수동)한다.

3.1.4 원격감시기능
터널의 위치가 산악 오지에 주로 분포하고 있으므로 화재감시 시스템의 운용상태를 다양한 지점에서 전반적으로 모니터링 할 수 있는 기능(TGMS)을 제공한다.
감지시스템은 유지보수,관리 등의 인력을 최소화하고 아울러 비용을 최소화(불필요한 감시장비 및 부대장비 설치 지양)할 수 있는 기능을 제공한다.

3.1.5 측정시스템 진단 기능
감지 대상 시스템에서 자체적인 문제 발생시 즉시 운용자 및 관리자에게 알려주는 기능을 제공한다.

- 센서케이블(센서, 통신 등)
- 데이터 수집장비등에 대한 장애(DTS Controller)
- 원인 조치 후 자동복귀 기능을 제공한다.

3.1.6 기타

본 제품의 하자보증 기간은 2년으로 하며, 제품에 이상 발생시는 즉시 A/S 할 수 있어야 한다.
하자보증 기간 내 H/W, S/W 장애 및 S/W 버전 UP GRADE는 무상 실시한다
장비 점검은 이상 보고 시 실시하며 점검항목은 협의 시행한다
장비운용교육을 실시하며, 운용자 요구시 수시 실시 한다
공인기관 형식 승인서 첨부

- 센서케이블
- DTS Controller

3.2 센서 케이블(Sensor Cable)

센서 케이블은 광케이블의 온도 측정 특성을 이용한 광케이블식 화재감지 시스템(LTS200)의 측온 센서이며, 특수장소의 장비, 도로, 궤도차량 터널 및 기타 이와 유사한 장소에서 미세 온도변화를 고장 없이 실시간 감시가 가능하다.

3.2.1 기능
외부의 물리적 열량은 광섬유 센서케이블에 전달되며, 광섬유내부에서 구성물질의 격자진동은 투사광선 진행의 특성변화를 가져온다.
광섬유를 구성하고 있는 석영유리의 내부산란으로 인한 광 감쇠결과로 물리적 영향을 미치는 위치가 파악된다.
온도측정 원리에 의해 국부적으로 시시각각 변하는 온도를 실시간 측정이 가능하다.
거리계산 프로그램에 의해 전체 센서 케이블의 온도상태를 거리별로 측정, 평가분석이 가능하다.

3.2.2 특성

센서 케이블은 62.5㎛/125㎛ 멀티모드 형식인 1개의 독립적인 석영유리 섬유가 Ø3.2mm의 불연성 스텐레스스틸(내식성 티타늄 첨가) 튜브 속에 내장되며 주위 온도를 빠르게 센서 케이블에 전달 한다.
센서 케이블은 정확한 발화 위치를 파악하기 위하여 케이블 주위를 지나가는 고온가스, 대류열 및 복사열을 감지할 수 있다.
터널내의 풍속이 10m/s를 초과해도 발화점의 위치를 최소 4m의 오차범위 내에서 파악할 수 있다.
센서 케이블은 다음과 같은 환경에 대한 내구성을 가지고 있다.

- 전자기파(EMI/RFI) 간섭
- 기계적 영향 : 인장하중, 전단하중 등
- 온,습도 및 공기 중 먼지, 차량배기에 포함된 부식성가스 등의 환경 조건
- 기타 : 공인기관 시험 성적서 첨부
광케이블을 측정장치에 연결하는데 필요한 Splicing작업을 반드시 고려해야 한다.
온도감지 능력 : -40℃ ~ 90℃(오차±1℃) 까지 감지 하여야 한다.

케이블 구성 및 사양
- 표준 케이블 : Ø3.2mm, 1 멀티모드 광섬유
- 광섬유 커널 : Ø62.5㎛
- 광섬유 클래딩 : Ø125㎛
- 스텐레스스틸 튜브 : Ø3.2 ㎜
- 튜브 두께 : 0.5 ㎜
- 단위 무게 : 33㎏/㎞
- 케이블 길이 : 최대 2㎞(소방용 추후4㎞로 확장), 기타 12㎞
- 곡률 반경 : 최소 Ø 150㎜
- 인장 하중 : 설치 시 최대 201Kgf
- 제품 수명 : 20년 이상 (반영구적)

3.3 DTS-Controller(측정장치)

광케이블식 화재감지 시스템(DTS200)은 광섬유 센서케이블의 온도측정 특성을 이용한 선형 열 감지 시스템이며, 측정 장치인 DTS는 센서 케이블상의 온도를 측정, 운용 하는데 사용 된다.

3.3.1 경보(ALARM)발생
경계구역
- 다른 용도(CCTV Camera, Jet Fan or Vent. Zone, 터널 외부 등)를 만족
-시킬 수 있도록 다양한 여러 개의 경계구역으로 나눈다.
- 센서케이블의 길이와 무관하게 설정이 가능하다.
- 서로 중복가능하며, 최대 100개까지 설정 가능하다
- 구역별로 화재 경보 값 및 출력을 다르게 지정할 수 있다.

경보조건
- 한 구간(ZONE)의 온도가 미리 정의된 온도 값(정온식)보다 높을 경우 경보를 발한다.
- 한 구간(ZONE)의 급격한 온도변화가 있을시 경보를 발하는 차동식의 기능을 갖추고 있다.
- 센서 케이블 전체에 걸친 측정구간과 다른 경계구역의 평균온도와의 온도편차를 감지할 수 있다.
- 터널의 온도를 상시 감시하므로 이상 시 즉시 확인하여 초기대응이 가능하다.

3.3.2 시스템 환경구성
한곳에서 모든 조정시험 및 유지보수 작업이 가능하도록 모든 구성품들이 중계기(DTS200)에 인접하여 연결된다.
인터페이스 : 온도변화 상승 및 고장신호 전송을 위한 최대 32개의 출력(고장신호 전송과 공조기, 경보기등 연동신호)이 가능하다.
RS-232 인터페이스를 이용한 PC를 통해 시스템 운영, 프로그램 및 모니터상의 시각적인 시스템 감시가 가능하다.
Modbus RS232/RS485 를 통하여 PLC나 SCADA등 타 시스템과 통합된다.
소프트웨어를 사용할 경우 경보가 발생된 구역, 발열현황 방향 및 발열 추이등을 PC 모니터 상에서 시각적으로 확인할 수 있다.
측정장치는 취부의 용이성을 확보하기 위해 19인치 케비넷에 설치할 수 있도록 19인치 Recess Frame 으로 구성할 수 있다.
전면부 및 후면부 어느 곳에서나 접근 가능하다.
광 접속 장비를 구비한다.
BOX : 유도 전류 전자의 영향이 없어야 한다
POWER : DC 18-36V 또는 AC 110V ~ 220V

3.3.3 제품 주요구성품 및 사양
ontroller(Distributed Temperature Sensing) : DC 24V 또는 AC 110V~ 220V
필터 및 감지기능의 광학모듈 Connector
COMPUTER
광케이블(Sensor Cable)
Modem(Signal Converter)
CPU 및 RS232 통신포트
Power supply(AC 110 ~ 220V/DC 24V)

3.3.4 Network구성
Controller(Optical Temperature System)장비는 Twisted pair cable에 의한 RS232 통신으로 연결한다.
Network은 단선이나 합선의 상태에서도 통신을 할 수 있는 능력을 갖추어 어떠한 통신상의 결함도 분명하게 출력되어야 하고 결함 보고서상에 전선의 교차나 독립적인 장비의 결함으로 확실하게 표시한다.
PC에 의한 시스템 설정 방식은 Network상에서 측정장치를 설정하거나 관리가 가능하다.
아울러 집중감시 터미널 이외 별도의 콘솔장비 설치 없이 네트웍을 통한 감시가 이루어 지도록 구성(웹 브라우저에서 구현 등)한다.

4. 설치공사

4.1 본 공사의 시공은 아래 법령 및 규정 (이하"관계법규”)에 적합하게 설치 하여야 한다.
-소방법, 동법 시행령, 시행규칙 및 관련 규정
-전기공사업법, 동법 시행령 및 시행규칙
-건축법
-건설기술 관리법
-건설산업 기본법
-전기설비 기술 기준령
-내선규정
-전기용품 안전관리법
-기타 관계 법령

4.2 본 장치의 설치에 대한 설계도서가 관계법규와 상이할 경우에는 관계법규에따라 시공하여야 한다.

4.3 본 장치의 설치에 관계법규 및 설계도서에 명시되지 아니한 사항은 규격서의 취지에 따라 감리원의 지시에 따라 시행한다.

4.4 시공관리
도급자는 본 공사 착공 시에 아래 사항을 감리원에게 검토를 받은 후 제출하여야 한다.

- 실시 설계 도서
- 착공계
- 현장대리인계
- 현장대리인 자격증 사본    
- 예정공정표
- 안전관리 계획서

도급자는 아래 사항의 공사일지를 감리원에게 제출하여야 한다.

- 감독원의 지시사항에 대한 조치결과(설계포함)
- 공사 진도 보고서
- 기타 감리원이 요구하는 사항

도급자는 시공 후 매몰 또는 은폐되어 검사가 곤란한 부분은 사전에 감리원의 검사를 받아야 하며 감리원의 사정상 검사가 어려울 경우에는 사진을 촬영하여 보관한다.
본 공사의 현장 대리인은 아래의 서류를 공사 현장에 비치하여 감리원의 지시를 받아야 한다.

- 공사일지
- 감리지시서
- 지급자재 검사부
- 안전관리 점검부 (해당 공사한)
- 작업공정
- 사급자재 수불부 (해당 공사한)

공사 시공에 있어서 현장의 마감 및 작업상태 등으로 인하여 기기 및 재료의
설치 위치 또는 공법을 다소 변경하는 등의 경미한 사항은 공사담당(감리원)과 협의하여 시공한다.

4.5 관공서 수속

본 공사에 필요한 인가, 허가, 검사 등의 출원 및 민원서류는 관계 기관의 규정에의하여 도급자가 이행하여야 하며 공사 준공 전에 마쳐야 한다. 다만, 정부 또는 기타 공공기관에 납부하여야 하는 공과금 등은 발주자측에서 부담한다.

4.6 자재관리

본 공사에 사용하는 자재는 다음의 순위에 따라 선정 사용하여야 한다.

- 설계도서에 별도로 지정된 제품
- 한국소방검정공사의 형식승인 제품
- 전기용품 안전관리법에 의한 형식승인 표시품
- 기타 감리원이 승인한 물품

본 공사에 사용하고자 하는 주요자재는 현장 반입 전에 품질 및 수량에 대하여 검수를 받은 후 사용하며 불합격한 자재는 지체 없이 공사현장 밖으로 반출한다. 다만, 경미한 고장이나 손괴된 부분이 있을 경우 현장에서 보수가 용이한 경우에는 감리원의 승인을 얻어 사용할 수 있어야 한다.
본 공사에 사용되는 자재는 파손 및 오손 되지 않도록 하며, 습기에 부식되지 않도록 건조한 상태로 잘 보관해야 한다.
본 공사에 시공자는 주요 기기로 선정된 아래 제품에 대하여는 감리원에게 제작도면(감리원이 요구하는 기자재)을 작성 제출하여 승인을 득 한 후 제작 설치하여야 한다.
주요기기 및 재료는 한국소방검정공사의 형식승인서 사본을 제출하여야 한다.

4.7 안전관리

본 공사의 시공자는 안전 관리자를 선임하여 공사 현장의 안전관리 책임을 져야 하며, 수시 안전관리 사항을 감리원에게 보고하여야 한다.
본 공사의 시공자는 안전관리 계획서에 의해 안전 표시판을 설치하여야 한다.
본 공사의 시공자는 안전사고 및 재해 발생이 우려되는 현장에 경고 표시를 하며, 외부인의 접촉 및 출입을 막아야 한다.
본 공사 중 재해가 발생 시는 즉시 감리원에게 보고하고, 천재지변이나 불가 항력적인 재해를 제외하고는 민.형사상의 모든 책임은 수급자가 지며, 모든 경비도 수급자 부담으로 처리하여야 한다.

4.8 준공도면 작성 및 인수인계

시공자는 준공도면을 현장과 일치되게 작성하여야 하며 아래의 설계도서를 감리원에게 제출한다.
제출시기 및 제출 부수 등은 감리원의 지시에 따라야한다.

- 준공도면(원본포함) 4부, CD-ROM저장용 1부
- 시방서 4부, CD-ROM저장용 1부
- 공사일지 각4부(*4부는 소방서, 감리자, 발주자, 시공자용 각 1부씩)

공사 준공 후 각종 기기의 제작도, 카다로그, 결선도(계통도), 제품의 운영관리를 위한 운전(운영)지침, 제작사 연락처, 필요한 보수 물품 연락구입처, 하자보수기관, 각종 기기의 시험성적서 등 유지보수에 필요한 자료를 감독 감리원에게 제출하여야 한다. 제출시기와 부수는 감리원의 지시에 따라야 한다.
시공자는 공사 준공 후 감리원이 지정하는 적절한 시기에 건축물 관리자에게 시설물 내용에 대한 상세한 설명 및 교육을 실시하여야 한다. 교육 내용은 각종 시설물의 설치위치, 배선경로, 각종 기기의 조작 방법 및 조작상의 주의 사항, 조작 순서 등 시설물을 운전(운영) 하는데 필요한 전반적인 사항을 포함하여 교육을 실시 하여야 한다.

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