1. 단상 2선식
전압강하 e = Vs - Vr = I(Rcosθ + Xsinθ) [Vs : 송전단(수신기 또는 시각경보기 전원측) 전압]
[Vr : 수전단(회로 말단 전압]
Ohm법칙에서 V=IR = I x ρL/A
이 식에서 회로의 리액턴스를 무시하면 역률 cosθ=1, 전선(연동선)의 도전율=0.97,
전선(연동선)의 고유저항 ρ=1/58 로 하면
e = Vs - Vr = IR x 2 = 1/58 x 1/0.97 x LI/A x 2 [Kw(계수) = 2 (단상 2선식의 경우 : 전선 2가닥간의 전압강하(V)]
고유저항 ρ=1/58 x 1/0.97 x 2 = 0.0178x2 = 0.0356 이므로
전압강하 e = 35.6LI/1,000A [V] [L:전선의 소요길이(m), I:소요전류(A), A:전선의 단면적(㎟)]
2. 3상3선식의 경우 : 전기공사에 적용됨.
e = Vs - Vr = IR x√3 = 1/58 x 1/0.97 x LI/A x √3 [Kw(계수) = √3 (3상 3선식의 경우 : 각 선간의 전압강하(V)]
전압강하 e = 30.8LI/1,000A [V]
3. 전압강하 계산 문제
Q)
시각경보기(소비전류 0.2A/개) 5개를 수신기(시각경보기 전원반)로부터 각각 50m 간격으로 직렬로 설치할 경우 마지막 시각경보기에 공급되는 전압은 얼마인가? (단, 전선굵기 : 2.0㎟, 전압 : DC24V)
A)
1) 수신기 측부터 흐르는 전류는 I1 =0.2x5=1A I2 =0.2x4=0.8A I3 =0.2x3=0.6A I4 =0.2x2=0.4A I5 =0.2x1=0.2A
2) 각 선로에 발생하는 전압강하
e1= 35.6LI1 / 1,000A = 35.6x50mx1A / 1,000x2㎟ = 0.89[V]
e2= 35.6LI2 / 1,000A = 35.6x50mx0.8A / 1,000x2㎟ = 0.712[V]
같은 방법으로 계산해 보면, e3 = 0.534[V], e4 = 0.356[V], e5 = 0.178[V] 가 된다.
3) 선로 전체에서 발생하는 총 전압강하 e0 = e1+e2+e3+e4+e5 = 0.89+0.712+0.534+0.356+0.178 = 2.67[V]
4) 전원측에서 가장 멀리 떨어진 시각경보기 전압 E2 = E1-e0 = 24 - 2.67 = 21.33[V]
5) 관련법규
자동화재탐지설비의 화재안전기준(NFSC 203) 제8조(음향장치 및 시각경보장치)
① 4. 음향장치는 다음 각목의 기준에 따른 구조 및 성능의 것으로 하여야 한다.
가. 정격전압의 80% 전압에서 음향을 발할 수 있는 것으로 할 것.
의 규정에 의해 말단전압은 정격전압(DC 24V)의 80%(DC 19.2V) 이상을 유지하여야 하므로
본 문제의 말단전압 DC 21.33[V]는 적정하다.