시나리오 배경:

우리 나라의 과학기술발전이 갈수록 강대해짐에 따라 고속도로와 관광지구의 개발건설이 날로 증가되고있는데 그중 턴넬이 건설에서의 비례도 갈수록 커지고있다.터널 굴착 작업도 프로젝트 시공업체와 국가의 높은 중시를 받고 있다.터널은 제한된 공간에 속하고 통풍이 잘 되지 않아 굴착 시공 중에 가연성 가스와 유독 유해 가스가 발생하기 쉽다. 이런 가스가 터널에 머무르면 터널 시공자의 신체 건강과 생명 안전에 위협이 되고 터널 공사에 중대한 재해와 손실을 초래할 수 있기 때문에 터널 유해 가스의 예방과 치료는 터널 시공의 중점이고 터널 유해 가스에 대해 24시간 온라인 검사를 하는 것도 터널 시공의 보호 조치이다.

솔루션:

터널 굴착 과정에서 가장 쉽게 발생하는 유독 유해 가스는 주로 CO 일산화탄소, CH4 메탄, H2S 황화수소, O2 산소, SO2 이산화황, CO2 이산화탄소, 그리고 작업자의 산소 부족 질식을 방지하고 O2 산소 농도도 반드시 측정해야 한다.

모니터링 위치: 터널 입구, 터널 중간, 터널 분기구, 터널 굴착부와 폭발 부근 등 가스 누출이 발생하기 쉬운 위험한 곳.

가스 및 기타 위해물질 모니터링: CO, CH4, H2S, O2, SO2, CO2, 미세먼지 (PM2.5+PM10)

설치 요구: 만약 엄격히 새로운 국가 표준의 요구에 따른다면, 25평방미터에 가스 경보기 한 대를 설치하는 것이며, 사용자도 현장 실제 상황에 따라 결정할 수 있다.

설치 고려 사항은 다음 네 가지입니다 (설치 공사 전에 고려해야 함).

1: 터널 안에 가스 검측기를 설치하려면 우선 터널 안에 신호가 있는지, 네트워크가 있는지 고려해야 한다. 만약 없다면 반드시 무전기를 설치해야 한다. 의사소통과 디버깅 도킹을 편리하게 해야 한다. 그렇지 않으면 왔다갔다하는 것이 비교적 번거롭다.
2: 배선하는 곳은 방수 배선함 (터널은 틀림없이 비교적 습할 것이다.) 배선이 필요하고, 원가 문제를 고려하여, 거리가 가까운 곳은 PV관을 사용할 수 있고, 거리가 멀면 파문관을 사용해도 된다. 만약 강제 방폭 구역이라면 반드시 방폭하는 아연도금관과 방폭 접선, 그리고 방폭 접선함을 사용해야 한다.
3: 터널 전원이 220V라면 가스 감지기가 24V로 전력을 공급해야 하기 때문에 220V에서 24V로 돌아가는 전원 어댑터를 고려해야 한다
4: 만약 취전이 편리하다면 터널 내부 중간 구간은 무선 LORA 전송 방안을 사용할 수 있어 배선을 피하여 인공과 선재의 비용을 절약할 수 있다

설치 높이: 감지기 설치 거리는 지면으로부터 30센티미터 이상이어야 물이 튀는 것을 방지할 수 있다.일반적으로 공기보다 비중이 작은 유해가스를 검출할 때 프로브는 집이나 설비의 위쪽에 설치해야 한다.공기보다 비중이 큰 유해 기체는 프로브가 지면에 가까운 곳에 설치되어야 한다.검측기는 프로브를 아래쪽으로 설치해야 한다.

데이터 전송:

현장 실제 상황에 근거하여 각 모니터링 구역에 몇 대의 가스 검측 경보기를 설치할 수 있으며, 모든 가스 검측기 자체는 반드시 실시간 데이터 표시 및 음광 경보 기능을 갖추어야 한다.각 지점의 검측기가 검측한 관련 기체농도값은 다음과 같은 두가지 방식으로 경비실 또는 통제실로 전송통신하는 기체경보제어기를 진행할수 있으며 어느 한 검측한 기체농도가 경보값에 도달하면 계전기를 통해 자동적으로 가까운 풍기를 가동하여 공기순환처리를 진행한다.동시에 전달실 가스 경보 컨트롤러 대응 통로도 경보 안내를 한다.

1: 유선 전송

유선 전송은 4-20mA 및 RS485의 두 가지 방법으로 이루어집니다.

4-20mA는 아날로그 신호 출력이라고도 하며, 선형 출력이라고도 하며, 연결 방식은 분선제이다.

2: 무선 전송

무선 전송은 주로 LORA 및 4G 전송의 두 가지 일반적인 방법이 있습니다.

로라 무선 모듈은 산업 분야에서 이미 널리 응용되고 있는데, 그 주요 장점은 동등한 출력의 조건에서 다른 계열의 무선 모듈보다 훨씬 멀고, 광활한 환경에서 가림막의 경우 전송 거리가 5킬로미터이며, 중간에 장애물이 있으면 전송 거리가 감쇠한다는 것이다. 구체적으로 현장 상황을 보면, 또 로라는 저출력에 속하며, 양호한 방해 저항력, 높은 민감성을 가지고 있다.

4G 무선 전송은 직접 연결 모드로 서버와 데이터 인터렉션을 진행하며, 4G 신호를 통해 기체 농도 데이터를 클라우드 플랫폼으로 전송하고, 최종적으로 사용자 컴퓨터나 휴대폰에 전송하여 볼 수 있으며, 핸드폰 전화나 문자 경보 알림을 설정할 수 있다. 4G 모듈을 사용하는 전제하에 반드시 터널 네트워크의 원활하고 안정을 보장해야 한다. 장점은 거리 제한이 없고, 신호가 있는 곳이면 전송할 수 있다는 것이다

시나리오 구성:

가스 감지 경보기, 가스 경보 컨트롤러, 차폐 케이블, 배선 시공 소모품, 클라이언트 가스 온라인 모니터링 소프트웨어 플랫폼, 사용자 컴퓨터, PLC 및 DCS 시스템 등

시나리오 실행 사양 또는 업계 표준:

폭발 및 화재 위험 장소 전력 장치 설계 사양 GB 50058-92

공업 자동화 계기 공사 시공 및 검수 규범 GBJ 93-869

"가연성 가스 경보 컨트롤러 기술 요구 사항 및 시험 방법"GB16808-2008

"작업환경가스검측경보기 통용기술조건"GB12358-2006

폭발성 가스 환경용 전기 설비 제1부: 공통 요구 사항 GB3836.1-2010

"폭발성 가스 환경용 전기 설비 제2부분: 폭발 방지형"d"GB3836.2-2010

"도로터널환경검측기술규정" DB36/T 1709-2022