터널내 자동화재탐지시스템이 작동했다면...?( 터널내 광센서선형탐지기 적외선 온도측정)

터널내 자동화재탐지시스템이 작동했을땐 어떻게 해야할까요?

( 터널내 광센서선형탐지기 적외선 온도측정)

 

 

자동화재탐지설비에대해서 알아봅니다.

슬기로운터널생활 입니다.

간혹 근무중 터널내 자동화재탐지시스템이 작동하여 경보가 울리는 경우가 있습니다.

실제 터널내 화재사고로 자동감지가 되어 경보가 울리기도 하지만 비화재 신호로 경보가 울리는경우가 있기도 합니다.

365일 24시간 터널 상황을 감시하는 근무자는 화재 신호로 경보가 발생할 때 긴장된 상황에 직면합니다.

오늘은 자동화재탐지시스템인 선형감지 LHD 시스템을  알아보고자 합니다.

 

광센서 선형감지기 개요및 구성

광센서 선형감지기 작동원리

광센서 선형감지기 시공방법 및 광케이블 복구방법

 

1. 광섬유 선형 열감지기 (Linear Heat Detector)

남한산성터널의 핵심적인 자동화재탐지 설비는 광섬유 방식의 선형 감지기입니다.

• 원리: 터널 천장에 설치된 광섬유 케이블 내부에 레이저를 쏘아, 온도 변화에 따른 산란광의 변화를 측정하여 화재를 감지합니다.
• 특징: 수 킬로미터에 이르는 터널 전체 구간의 온도를 1m 단위로 정밀하게 모니터링할 수 있습니다. 일반적인 감지기와 달리 습기, 먼지, 배기가스 등 터널의 가혹한 환경에서도 오작동이 적고 내구성이 뛰어납니다.
• 성능: 화재 발생 지점을 미터 단위로 정확히 파악하여 방수 구역을 설정하고 제연 설비를 가동하는 데 핵심 역할을 합니다.

2. 영상유고감지 시스템 (Video Incident Detection System)

CCTV 카메라와 인공지능(AI) 영상 분석 기술을 결합한 시스템입니다.

• 역할: 터널 내 설치된 수백 대의 CCTV 영상을 실시간 분석하여 **화재(연기, 불꽃)**뿐만 아니라 정지 차량, 역주행, 낙하물 등의 이상 상황을 자동으로 감지합니다.
• 장점: 열감지기가 작동하기 전, 육안으로 확인 가능한 초기 연기 단계에서 관리자에게 알람을 주어 골든타임을 확보할 수 있게 합니다.

3. 방재 연동 시스템

탐지 시스템은 단순히 화재를 알리는 데 그치지 않고 터널 내 다른 방재 설비와 즉각 연동됩니다.

• 자동 물분무 설비: 화재가 감지된 구역에 즉시 물을 뿌려 초기 진압 및 확산 방지를 수행합니다.
• 제연 설비 (Jet Fan): 화재 지점을 기준으로 연기의 방향을 제어하여 이용객의 대피 경로를 확보합니다.
• 비상 방송 및 정보 표지판(VMS): 감지된 화재 정보를 바탕으로 터널 진입 차단 및 대피 안내 문구를 자동으로 송출합니다.

🔎 비화재 경보 발생 원인

• 온도 급변: 차량 배기가스, 환기팬 작동, 계절적 온도 변화로 순간적인 열 변화가 감지됨.
• 풍속 영향: 터널 내 강한 공기 흐름이 센서의 온도 분포를 왜곡시켜 오작동을 유발.
• 먼지·습기: 터널 내부의 미세먼지, 습기, 결로가 광섬유 케이블에 영향을 줘 신호 왜곡 발생.
• 전기적 간섭: 인접 전력선, 통신선에서 발생하는 노이즈가 감지기에 영향을 줄 수 있음.
• 설치·접속 불량: 광섬유 접속부, 중계반(TDS) 연결부의 접촉 불량이나 케이블 손상으로 잘못된 신호 발생.

🛠️ 점검해야 할 주요 구역

 

⚠️ 추가 고려사항

• 정기 청소 및 유지관리: 광센서 케이블 표면에 먼지·오염이 쌓이면 신호 왜곡 가능.
• 환경 데이터 비교: 실제 온도·풍속 센서와 광센서 감지 결과를 비교해 비화재 여부 판단.
• 소프트웨어 설정 확인: 감지기의 민감도(Threshold) 값이 과도하게 낮게 설정된 경우 오경보 발생.

 

터널내 광센서선형탐지기 적외선 온도측정

출처:SIMEMS

 

정온식 감지선형 감지(LHD, Linear Heat Detection) 및 광센서 선형감지 (Fiber Optic Sensor) 시스템은 선형 열감지기에서 탐지된 화재발생 지점 의 온도 및 정보를 관계자에게 정확히 전달하여 신속하게 대처할 수 있도록 하는 자동화재탐지설비로 터널, 전력구, 지하공동구 및 문화재시설 등의 다양한 화재 위험 장소에 설치됩니다. 광센서 선형감지 시스템은 터널, 공동구, 옥외 분진 및 방폭 지역에 알맞은 아날로그 열 감지시스템으로 감지구역 내 각 지점의 온도정보를 실시간으로 운영자에게 제공하며 소화설비를 연동시키는 최첨단 시스템입니다.

 

광센서 중계반

 

광센서 선형감지 시스템의 TDS 중계반은 R형 중계기로서 FOS 선형감지기와 연결되어 방호구역 내의 온도 및 거리를 측정하고 감지기 각 지점의 최종 온도 및 거리 데이터를 SRF 수신기로 전송합니다. TDS 중계반은 SRF 수신기와 M-net으로 연결되어 광센서 선형감지기의 화재, 감시 및 고장 정보를 자체적으로 표시하고 SRF 수신기에 송신하는 감시전용 중계반입니다. 

 

광센서선형감지기

 

TDS 중계반에서 발생되는 Laser Pulse가 FOS 선형감지기의 광섬유에 입사되면, 광섬유 내의 Glass 격자들(SiO2)로 인해 빛의 산란, 흡수 등의 현상이 발생합니다. 이로 인한 빛의 산란광 중에는 구성물질의 격자 열 진동 중에서 횡파 모드와의 상호작용으로 인한 Raman 산란광이 발생하며, 온도에 따른 특성의 변화가 일어나 TDS 중계반은 정확한 온도를 측정할 수 있습니다. 또한 Laser Pulse 가 광센서 선형감지기에 입사되고 난 후에 산란광이 되돌아오는 시간을 계산하여 반사된 지점을 정확히 확인 함으로써 화재위치를 측정합니다.

 

감지선중계반

 

1. 광센서 감지선형 감지기란?

광케이블을 감지센서로 사용하여 빛의 반사와 산란을 통해 온도분포, 화재 위치 및 상황을 감지하는 방식의 감지기이다. 정온식 감지선형 감지기의 아날로그형이다.

출처:mk fire solution

 

2. 작동원리

1. 광센서 중계기에 설치된 광원에서 레이저 펄스를 광센서 감지선으로 송출하고, 화재의 징후가 있는 주변의 온도에 따른 밀도의 변화로 레이저펄스가 분산하여 산란된다.
2. 산란된 레이저펄스의 일부가 광원 측으로 복귀하고, 광센서 중계기의 검출부에서 산란된 레이저 펄스를 수신하여 수신반으로 송출한다.
3. 화재 수신반에서는 복귀한 레이저펄스를 분석하여 화재 위치 및 온도 값 등을 표시한다.

• 산란광을 필터링하여 온도에 민감한 Raman 산란광 검출
• Raman 산란광의 세기를 측정하여 정확한 온도 검출

출처:mk fire solution

 

온도파악그래프

• Stoke line : 온도와 무관
• Antistoke line : 온도에 비례하여 증가

위치파악그래프 광섬유 내부에 빛의 속도를 알고 있으므로 산란광이 되돌아오는 시간을 측정하면 산란 광이 발생한 위치파악 가능

출처:mk fire solution

 

3. 특징

1. 주소기능 : 정확한 위치 정보 파악 가능
2. 연속기능 : 각 지점의 실시간 온도 확인 가능, 단계적 출력 가능, 과거 기록 저장 가능 및 타시스템과 연동 가능
3. 정온식, 차동식, 보상식 감지기 형태로 사용 가능
4. 주위 환경의 영향이 없음 (부식, 먼지, 습기 등), 방폭지역 및 위험지역에도 설치 가능
5. 경량으로 설치 용이
6. 전압강하가 없으므로 장거리 감시 가능하고 (레이저광 이용), 전자파의 영향이 없음 (노이즈 없음)
7. 발화 징후 조기 포착 가능 (화재 조기감지 가능)
8. 유지관리 편리

4. 적용분야

1. 지하공동구, 터널, 전력구, 지하철, 지하저장창고 등
2. 발전시설 : 발전기, 변압기, 케이블트레이 등
3. 플랜트시설 : 정유공장, 석유화학공장 등
4. 위험물취급소 : 석유저장탱크, 위험물저장소 등
5. 문화재보호시설, 박물관 등

 

정온식 선형감지 시스템의 LTM 중계반은 R형 중계기로서 LT 선형감지기와 연결되어 평상시의 저항값과 화재시 저항값의 차이를 비교 계산하여 화재동작 점의 위치를 직선거리로 표시합니다. 

 

자동화재탐지시스템

 

한국소방산업기술원에서 형식 승인을 받은 SRF 시스템은 최적의 방재솔루션을 제공하여 화재 발생시 신속하고 효율적인 대응이 가능한 신뢰성이 우수한 자동화재탐지설비 입니다.