이더넷-APL은 PROCESS 계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 서지보호와 APL 네트워크 설치에 대해서 알아본다.
서지보호
서지보호 장치(SPD/Surge Protection Device)는 전기서지 및 전압 스파이크로부터 전자 장비를 보호하는 데 사용되는 전기 장치다. SPD는 보조 장치인 것이다. 보조 장치의 수는 세그먼트당 2개로 제한된다. 이는 스퍼(Spur)뿐만 아니라 트렁크(Trunk)에도 적용된다. 산업용 응용프로그램에서 번개의 보호를 위해 적용되는 현지 표준 및 규정을 준수 바란다.
잠재적인 서지노출의 위험으로 인해 서지보호를 적용해야 하는 경우 스위치 포트 및 필드장치 포트 모두에 서지 보호기를 설치해야 한다. APS2021에 따라 SPD를 설계해야 하며 최대10cm의 서브길이로 APL 포트와 세그먼트 케이블 사이에 인라인으로 연결할 수 있다. 과전압 이벤트(예: 간접 낙뢰 타격)의 전류 방전으로 인한 고전압을 방지하려면 서지보호 장치를 등 전위 본딩 시스템에 연결해야 한다.
APL 네트워크 설치
이 섹션의 대상은 현장에서 설치작업을 실행 및 감독하는 개인이다. 다음 장에서는 APL 네트워크의 설치과정을 안내한다. 설치 과정 중에는 설치를 수행하는 국가에서 적용되는 규칙과 규정을 준수해야 한다. 특히 폭발성 대기에 설치하는 경우 IEC 60079-14의 요구사항 또는 해당 지역 규칙과 규정을 따라야 한다.
1. 케이블의 부설
전자파 장애를 최소화하기 위해 APL 케이블은 전원 케이블과 별도로 설치해야 한다. APL 및 기타 케이블의 병렬 라우팅을 최소화하고 이러한 다른 케이블 간의 거리를 최대화해야 한다. APL 케이블을 설치하는 동안 최소 케이블 굽힘 반경과 인장 강도를 준수해야 한다. 설치 중에는 데이터 및 전원 케이블에 대한 해당 국가의 안전 및 설치규정을 준수해야 한다. 이 지침에 제공된 사양은 해당 IEC 표준에 기반 한다.
(1) 케이블 간격 및 케이블 경로
다음 섹션에서는 참조표준 EN 50174-2로서 건물 내부의 케이블 경로에 대한 일반적인 정보를 제공한다. 일반적으로 전원 공급케이블과 통신케이블은 별도로 설치해야 한다. 먼저 전원 공급 케이블이 발전소 내 어디에 설치되거나 설치될 예정인지 확인해야 한다. 실제로 케이블을 서로 완전히 분리하는 것은 불가능할 수 있다. 필요한 최소 거리를 준수하는 경우 동일한 케이블 덕트를 사용하는 것이 허용된다. 강철 분리기와 함께 특수 덕트를 사용하기 바란다. 전원 케이블과 APL 케이블 간의 최소 거리에 대한 지침은 다음과 같은 가정을 기반으로 한다.
· 50/60Hz에서 1000V 최대 전압이 있는 전원 케이블을 사용한다.
· 메시 본딩 네트워크가 설치되어 있다.
· APL 케이블의 실드는 양쪽 끝이 공통 본딩 네트워크에 연결된다.
공장이 이러한 가정에서 벗어나면 이 장에서 권장하는 케이블 거리를 늘리는 것이 좋다. 표 1에 따르면 APL 케이블은 실드 감쇠 ≥60dB로 지정되어 있다. 이 케이블은 표 2에 따라 분리 클래스 c(≥55dB)에 속한다. 케이블의 실드 감쇠에 대해 모르는 경우 표 2에 따라 분리 클래스 b를 대신 사용하기 바란다.
APL 케이블과 다른 전기 케이블 사이의 최소 거리를 결정하려면 다음과 같이 진행한다.
· 표 2의 오른쪽 표 섹션(간격)에서 사용할 케이블 분리 유형을 선택한다. 분리 등급 c에 대한 표에서 필요한 최소 분리거리 S를 읽는다.
· 또한 표 2에 따라 다른 도관 a, b, c, d에 대한 추가정보를 관찰한다.
· 표 3에 따라 APL 케이블과 병렬로 동작하는 전력회로의 수를 추정한다.
· 식 (1)에 따라 APL과 전원 케이블 사이의 권장 거리를 계산한다.
권장_거리 = 2·최소_거리_
최소_거리 = S·P
권장_거리 = 2·S·P
[ 식 (1). 권장거리 계산 ]
다음 단계로 가정을 통해 권장 거리에 대한 계산 예제를 수행한다.
· 커플링 감쇄 ≥55 dB와 함께 사용되는 APL 케이블 : 표 2에 따른 분리 등급 c 사용
· 개방형 금속 도관 : 표 2에 따르면 최소 이격거리 S는 38mm이다.
· 표 3에 따른 각각 20A의 전원 회로 20개 : 인자 P =2
· 권장 거리는 최소 거리의 두 배다.
결과는 다음과 같다.
권장_거리 = 2·최소_거리
최소_거리 = S·P
권장_거리 = 2·S·P
권장_거리 = 2·38mm·2 = 152mm
[ 식 (2). 최소거리에 대한 계산 예제 ]
최소 케이블 거리에 관한 정보는 APL 케이블이 더 긴 거리에 걸쳐 차폐되지 않은 전력선과 병렬로 작동하는 설치물을 나타낸다. 여기에 제공된 값은 방향 프레임워크를 제공한다. 예를 들어 기계 내부의 더 짧은 병렬 케이블 작동의 경우 차폐된 전력 케이블을 사용하거나 하이브리드 케이블을 사용하는 경우 최소 거리 미만으로 유지하는 것이 허용된다. 응용 프로그램별 감소거리는 시스템 케이블 제조업체에서 지정해야 한다. 이 절차는 EN 50174-2에 제공된다.
최소 이 격 거리에 대한 자세한 내용은 IEC 61784-5-3 또는 EN 50174-2 표준을 참조하기 바란다.