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자격증/소방기술사

영상변류기의 작동원리 (누전경보기) - 소방기술사 130회 기출문제

by 아이꾸준기술사 2023. 6. 2.
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영상변류기의 작동원리 (누전경보기) - 소방기술사 130회 기출문제

소방기술사 130회 1교시 7번으로 영상변류기가 출제되었다. 누전은 사실상 차단하기가 힘들다. 그래서 누전이 일부러 되기 쉬운 부분을 만들고 누전경보기를 설치한다. 약간의 전류가 누설 및 누전되면 영상변류기에서 전류의 변화량을 감지하여 누전 여부를 판단한다. 생각보다 간단하며, 전기를 배운 전공자들에게는 기본 개념이다. 하지만 소방기술사를 공부하는 분들은 전기쪽 전공자만 있는 것이 아니기 때문에 생소한 개념일 수 있다.


1. 영상변류기의 작동원리

1) 키르히호프 제1법칙

I3=I1+I2

들어오고 나가는 전류의 양은 보존된다.

 

2) 암페어의 오른나사 법칙

전류의 자기작용에 대한 법칙으로, 전류변화가 자속변화를 만들고 자속변화가 전류변화를 생기는 것을 나타냄

 

3) 작동메커니즘

2. 누설전류 유도

단상 3상
- 평상시 (누설전류가 없을때)
키르히호프 제1법칙에 의해
I1 = I2
들어오고 나가는 전류의 양이 같으므로 자속변화가 없어 감지부에서 전류가 생기지 않는다. (경보 없음)
- 평상시 (누설전류가 없을 때)
I1 + Ib = Ia
Ia + I3 = Ic
I2 + Ic = Ib
위 세 식을 모두 더하고 공통된 값을 소거 하면
I1+I2+I3 = 0 이 나온다.
즉, 전류의 양이 서로 상쇄되므로 자속변화가 없다. (경보 없음)

- 전류 누설시
키르히호프 제1법칙에 의해
I1 = I2+IG
들어오고 나가는 전류의 양이 달라지므로 영상변류기에 자속이 생성되며 이로 인해 생긴 자속변화가 감지부 쪽에 전류를 생성하여 누설을 감지(경보 발생)
- 전류 누설시
키르히호프 제1법칙에 따라 위와 같은 방식으로 식을 세우면
I1 + Ib = Ia
Ia + I3 = Ic
I2 + Ic = Ib + IG
위 세 식을 모두 더하고 공통된 값을 소거하면
I1+I2+I3 = IG가 나온다.
즉, 들어오고 나가는 전류량의 합이 0이 아니므로 영상변류기에 자속이 생성되고 감지부에서 전류가 감지되어 누설을 감지. (경보발생)

문제후기

문제에서는 영상변류기의 작동원리만 서술하라고 했지만, 그러면 양이 부족하다. 그리고 다른 수험자들과의 차별성을 위해 내가 더 많이 알고 있다는 것을 나타내야 한다. 그렇다고 아무 말이나 막 쓰면 안된다. 영상변류기에서는 키르히호프 법칙과 암페어의 오른나사 법칙을 적절히 적용하여 누설전류가 어떻게 검출되는지 식을 통해 증명하는 것이 중요하다. 그러므로 누설전류를 나타내는 식을 통해 증명하면 괜찮은 점수를 받을 것이다.

이번 130회 1교시에서 꼭 풀어야하는 문제가 아닌가 생각한다. 1교시에서 생각보다 지엽적인 것을 묻는 문제가 많았기에 문제를 고르는데 많은 애를 먹었다. 그래도 영상변류기에 대해 한번 공부해놓았기에 시험때 어느정도는 쓸 수 있었다.

 

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