건물 및 빌딩에 대한 제어 및 관리 시스템에 대한 비중이 날로 높아가고 있다. 냉난방은 물론 조명, 환기, 접근 통제 제어 등에 대한 비용과 이들을 최적의 조건으로 통합 제어하는 방안이 새로운 과제로 부각되고 있다. 또한 끊임없이 증가하는 에너지 사용을 최적화하는 방안도 적극 모색중이다. 이에 건물 및 빌딩 제어를 위한 개방형 표준 네트워크인 KNX(KONNEX)가 부각되고 있다.
인스톨레이션
서로 다른 미디어에 따라서, 다음 후속하는 챕터에서 공지되는 특정 경계 조건은 고려되어야만 한다.
1. 전송 미디어로서 버스 케이블
두 개의 트위스트 코어 페어와 직경 0.8mm 로 된 쉴드 케이블은 KNX 시스템에서 버스 케이블로, 예를 들면 YCYM 2ⅹ2ⅹ0.8(자세한 내용은 KNX 버스 케이블을 위한 요구조건 참조)을 사용한다. 전기적인 인스톨레이션에서 사용되는 파워 케이블은 버스 케이블로 사용될 수 없다.
파워 케이블과 같은 버스 케이블은 DIN 18015 에 따라서 라인형, 트리형 또는 스타형 구조로 한정된 인스톨레이션 존에 부설된다.
* 이것은 파이프 및 트렁크에서 다른 회로의 케이블과 함께 부설될 수 있다.
* 할로겐-프리 케이블이 필요하다면, 케이블 J-H(St)H 2ⅹ2ⅹ0.8 이 사용될 수 있다.
* 링이 분지된 인스톨레이션에서 라인을 가로질러 형성되지 않는다는 것을 보장해야 한다. 즉, 서로 다른 라인이 함께 접속되지 않아야 한다.
* 두 개의 빌딩을 함께 접속하기 위하여, 지하의 전기 통신 케이블 A2Y(L)2Y 또는 A-2YF(L)2Y 이 사용될 수 있다.
* 과전압 보호에 관한 정보는 제 6 장에서 설명되어야 한다.
버스 케이블의 프리 코어 페어가 부가적인 어플리케이션에서 사용된다면, 다음의 후속하는 내용이 설명되어야 한다.
* 초-저전압 SELV/PELV
* 최대 2.5A 의 지속 전류; 초과 전류 보호(과로드 및 단락 보호)가 필요하다.
* 그러나 음성 전송이 허용되면, 공공 전기 통신 네트워크의 전기 통신 케이블로 허용되지 않는다.
* 제 2 코어 페어의 어플리케이션 타입은 라인 안에서 유일해야만 한다.
* 부가적인 어플리케이션에서 사용되는 코어 페어의 모든 컨덕터 단부를 분명하게 인식하는 것이 더욱 장려된다.
* 제 2 코어 페어가 그 밖의 라인으로 사용된다면, 백색 코어가 – 로 사용되는 반면, 황색 코어는 + 로 사용되어야 한다.
만일 인스톨레이션 박스 내에 있는 버스 및 파워 케이블 코어의 안전한 분리가 인스톨레이션에 의해 보증된다면, 버스와 파워 케이블 코어는 동일한 인스톨레이션 박스에 제공될 수 있다. 고정 터미널을 가진 인스톨레이션 박스가 사용되면, 영구적인 파티션이 없는 인스톨레이션 박스도 또한 사용될 수 있다.
그렇지 않으면, 분리 인스톨레이션 박스는 버스 케이블 및 파워 케이블에 사용될 수도 있다.
KNX 인스톨레이션 버스 파워 케이블, 버스 케이블 및 관련 인스톨레이션 장비에 필요한 공간은 분배 보드에서서로 인접하여 설치될 수 있다.
이는 다음에 주의해야 한다.
* 플라스틱 외장 파워 케이블 및 버스 케이블에서 나온 절연 코어 공간 없이 설치될 수 있다.
* 플라스틱 외장 파워 케이블에서 나온 절연 코어 간격을 두고 설치될 수 있다.
* 버스 케이블 또는 파워 케이블의 절연 코어는 적어도 4mm의 거리를 두고 설치될 수 있거나 분리 바 또는 절연 튜브에 의해 등가의 절연이 제공될 수 있다. 이것은 또한 SELV/PELV 회로가 아닌 다른 회로 케이블의 코어에 적용된다.
버스 장치 및 파워 장치가 플러시-장착 콤비네이션에 함께 사용된다면, 파워 섹션은 공통 커버를 제거한 후에(예를 들면, 분리 커버) 직접 콘택트에 대하여 보호되어야 한다.
버스 및 파워 장치가 있는 플러시-장착 콤비네이션에서“안전 분리”는 디자인을 통해 보장되어야만 한다. 제조자 데이터가 고려되어야만 한다. 이것은 특히, 혹독한 대기 조건(과전압 종류, 오염 정도)하에서 사용될 때 적용된다.
공공 전기 통신 시스템에 관하여, 버스 시스템 및 그 구성요소는 파워 인스톨레이션과 같이 취급되어야만 한다. SELV 또는 PELV 회로가 아닌 모든 통신 시스템에 동일하게 적용된다.
초-전압 회로 SELV 또는 PELV 에 관한 기본적인 절연이 전압 강도에 따라서 보장되어야 한다. 즉, 초-전압 회로는 버스 케이블로부터 필요한 여유 공간 없이 부설될 수 있다.
다양한 로드를 제어하고 빌딩을 모니터하는 버스 장치는 DIN 레일 장착 장치와 같은 서브-분배 보드에 장착되거나 플러시-장치 또는 표면-장착 장치와 같이 설치될 수 있다. 버스 장치는 장비(예를 들면, 루미나리) 자체에 포함될 수 있다. 그 밖에, 트렁킹은 모든 형태의 버스 장치의 인스톨레이션을 허용한다.
분리 회로는 파워 서플라이의 메인 연결에 추천된다. 파워 서플라이는 라인의 중심에 배치되어야 한다. 인증된 파워 서플라이만 KNX 시스템에 허용된다. 그림 4.3-5는 파워 서플라이와 버스 라인의 연결을 보여준다.
서플라이의 안전성이 증가될 필요가 있으면, KNX 파워 서플라이는 중단없는(uninterruptible) 파워 서플라이 또는 응급용 파워 서플라이 또는 KNX 시스템에서 사용된 배터리 백업이 있는 파워 서플라이에 연결될 수 있다.
2. 전송 미디어로서 파워 시스템
서브-회로 분배 보드의 인스톨레이션
케이블 엔트리
인스톨레이션 내 파워라인 KNX 에리어의 경우, 서로 다른 에리어에서 나온 2 개의 라인의 병렬 케이블 엔트리는 오버커플링(overcoupling) 방지를 회피해야만 한다.
과전압 보호
과전압 보호 장비의 계획 및 인스톨레이션에 관하여 말하면, 230/400V 인스톨레이션을 위한 보통 규정이 적용된다.
인스톨레이션 박스 및 분배 보드
통상적인 분배 보드와 인스톨레이션 박스가 파워라인 KNX 구성요소의 인스톨레이션에 사용될 수 있다. 플러시-장착 장치용 인스톨레이션 박스는 나사 고정(DIN VDE 0606-1 또는 DIN 40 073-1에 따라서)에 적합해야만 한다. 정션 박스(junction box)의 사용이 장려된다. 플러시-장치 콤팩트 장치의 경우, 금속 나사를 통한 고정이 또한 실행될 수 있다.
파워라인 KNX 라인은 “밀봉된 신호 에리어”이어야 한다.
이 에리어는 다음을 포함한다:
* 예를 들면, 단독 주택 또는 다가구 주택에서 밀봉된 미터 에리어.
* 예를 들면, 관청 빌딩에서, 파워라인 KNX 라인은 시스템 커플러를 통해 함께 접속되어야만 한다.
밀봉된 신호 에리어가 밴드-스톱 필터에 의해 구현된다(아래를 보자).
다음과 같은 경우, 파워라인 KNX 의 사용이 허용된다.
* 규칙적인 조건으로 인한 거리 또는 지역구의 집 또는 빌딩 사이에서 신호 전송
* 만일 적절한 인터퍼런스 억제를 사용하고 장치를 필터링하거나(밴드-스톱 필터등등) 케이블을 따로따로 부설하여, 기계 및 장비는 전송시 사용된 네트워크로부터 분리될 수 없고, 크레인, 부식 기계(eroding machine), 용접 기계와 같은 불충분한 인터퍼런스 억제가 있는 기계 및 장비를 갖춘 산업 시스템에서의 사용
* 표준 시스템으로부터 벗어난 시스템 파라미터가 있는 로컬 시스템(필수 시스템 데이터: 230V, +/-10% : 50Hz, +/-0.5%)
* 트랜스포머 회로에 의해 송신되는 전송
* 시스템 데이터의 전송을 위한 주파수 대역 95-125 kHz에서 다른 캐리어 주파수 시스템을 사용하는 에리어
UPS 장비와 같은 장치, 파워 인버터 및 메인-연결 베이비 모니터는 전송을 심각하게 중단한다. 범위에 대한 한계는 우세한 규정에 따르지 않거나 파워라인 KNX 전송 에리어에서 심각한 중단을 일으키는 전자 트랜스포머의 사용을 통해 또한 일어날 수 있다.
인스톨레이션 케이블 및 재료
외장 케이블(접지 외장을 가진)의 사용이 전송 링크로서 허용된다.
파워라인 KNX 라인을 위한 밴드-스톱 필터/분배 구조
버스 장치를 공급하는데에는 어떠한 분리 파워 서플라이도 필요치 않다. 각각의 버스 장치용 파워 서플라이는 파워 케이블(230/400V)을 통해 직접 수행된다.
밴드-스톱 필터는 인스톨레이션에 필요한 DIN 레일 장치로 DIN 레일 위에 만들려고 한다.
파워라인 KNX 인스톨레이션에 연결한 다음, 후속하는 기능을 수행한다.
* 인접한 파워라인 KNX 에리어는 신호화에 관하여 서로 분리된다.
* 특성의 경계를 넘은 전송이 방지된다.
* 중요 : 트랜스포머 스테이션 프레즌트가 있으면, 전송은 가능하지 않으며 따라서 어떤 밴드-스톱 필터도 이러한 경우에 제공되지 않는다.
* 파워라인 KNX 장치는 인터퍼런스 전압과 노이즈 전압에 대하여 보호된다.
* 필터링은 모든 3 개의 외부 컨덕터를 위해 수행되어야 한다.
밴드-스톱 필터의 병렬 연결
63 A 보다 큰 공칭 전류(nominal current)를 가지며 및 유입 케이블의 횡단면이 25mm2 보다 큰 인스톨레이션에 있어서, 외부 코넥터당 6 개의 밴드-스톱 필터를 전류 분할 및 횡단면의 감소를 위한 메인 브렌치-회로 터미널과 관련하여 병렬로 연결하는 것이 허용된다. 밴드-스톱 필터와 메인 브랜치-회로 터미널 사이에 와이어링을 수행하는 경우, 동일한 케이블 길이와 횡단면이 부설되어야만 한다. 메인 브랜치-회로 터미널 상에 모든 나사는 밴드-스톱 필터의 과로드를 안전하게 방지하기 위하여 꼭 맞아야만 된다.
중요 : 각각의 밴드-스톱 필터는 공칭 로드(63A)에 따라서 퓨즈되어야만 한다. 완전하고 안전한 격리(외부 컨덕터 당)가 적절한 퓨즈로 보증되어야만 한다.
외부 컨덕터를 지나는 통신이 일어나도록 보장하기 위하여, 리피터(액티브)의 역할로 위상 커플러(수동) 또는 시스템 커플러가 사용되어야만 한다. 시스템 커플러는 예를 들면 학교, 빌라 또는 관청 빌딩에서는 더욱 큰 파워라인 KNX 인스톨레이션에서만 필요하다.
구조에 대한 설명
각각의 파워라인 KNX 에리어는 밴드-스톱 필터를 통해 다른 에리어에 대하여 필터된다. 능동 위상 커플링은 시스템 커플러에 의해 파워라인 KNX 측에서 채택된다. 그 밖의 다른 위상 커플러가 인스톨될 수 없다. 물리적 분리 및 시스템 커플러의 필터 테이블은 이웃하는 에리어에서 텔레그램의 선택적인 전송이 가능하게 한다. 그러므로 시스템을 통과하는 텔레그램 로드는 지지되는 기간(sustained period) 동안 감소된다. 시스템 커플러는 파워라인 신호 에리어 내에서 설치되어야만 한다.
트위스트 페어 라인과 파워라인 KNX 라인이 KNX 인스톨레이션에서 실행되어야 한다면, 구조는 복수개의 라인으로 이루어진 공지된 트위스트 페어 토폴로지와 유사하다. 라인 커플러 대신에, 파워라인 KNX 라인은 메인 라인 상에 시스템 커플러와 연결된다.
커플러의 선택은 예를 들면 라인 또는 시스템 커플러에서 사용된 미디어를 결정한다.
3. 전송 미디어로서 무선
인스톨레이션 동안, 적당한 인스톨레이션 사이트의 선택은 물론 무선 신호의 확산에서 빌딩 구조의 영향을 위하여 포인트 4.2.7 하에서 개략적이었던 주의사항이 고려되어야만 한다. 무선 리시버는 더욱이 전자기 트랜스포머, 형광 램프의 밸러스트, 마이크로웨이브 장치 및 컴퓨터와 같은 인터퍼런스 소오스로부터 대략 1m 의 최소 거리를 가지고 설치되어야 한다. 이러한 거리는 또한 트랜스미터와 관련 리시버 사이에서 유지되어야 한다.
글_ 오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr
