방송장비 전원 및 UPS 관리방법

방송장비 전원 및 UPS 관리방법

 

 

1. 방송장비 전원

1) 전원의 구분

영상 제작 시스템을 운용함에 있어 중요한 것은 시스템에 공급되는 전원에 대한 기본 지식이다. 전원에 대한 기본 지식이 없다면 고가의 장비를 훼손시킬 수 있다. 장비를 사용할 때 가장 먼저 그 장비에 전원을 공급하여 기동시켜야 하는데, 1차적으로 적정한 전원을 공급하지 못하면 방송 장비를 사용할 수 없다. 또한 장비의 고장 원인 중에서 주요한 원인이 적정한 전원을 사용하지 못하여 발생되는 경우이다. 이러한 고장을 예방하기 위해서는 항상 적정 전원 사용에 주의를 기울여야 한다.

1-1) 전원의 종류

AC 전원은 전기를 멀리 보내거나 전압의 크기를 변화시키는 데 용이하고, DC 전원은 전압 변동이 없어 효율이 매우 좋다

① AC(Alternating Current): 일반적으로 가정이나 회사에서 사용되는 상용 전원

② DC(Direct Current): 건전지, 축전기 및 충전용 어댑터에서 출력되는 전원

< Fig01. 전원 비교 >

 

1-2) 전원 용어

① 전압(voltage)

전류를 흐르게 하는 전기적인 압력으로, 물에 비유하면 물의 낙차이다.

② 전류(ampere)

전압에 의하여 도선을 흐르는 전하의 양, 물에 비유하면 물의 양이다.

③ 전력(watt)

전압과 전류에 의한 전기적인 힘으로, 전력[W]=전압[V]_ 전류[A]로 나타낸다. 물에 비유하면 낙차와 물의 양에 의한 힘이다.

 

2) 전원 사용 시, 유의 사항

2-1) 정격 전압 확인

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우리나라의 상용 전원은 AC 220V이나 방송 장비를 많이 생산하고 사용하는 미국이나 일본의 상용 전원은 AC 110V이다. 반면에, 유럽의 국가들은 AC 230V를 많이 사용하고 있으므로, 정격 전압의 확인이 꼭 필요하다.

 

2-2) 접지

접지(ground)는 장비 표면의 일부가 땅과 연결되어 전위가 같도록 하는 것이다. 접지가 정상적으로 되어야 누전이나 외부로부터의 전류 유입시, 사람이나 장비가 보호될 수 있다. 방송 설비 설치 시, 접지를 반드시 해야 한다.

 

2-3) 정격 퓨즈의 사용

방송 장비에는 전기에 의한 안전 장치로, 장비로 전기가 들어가는 초입지점에 퓨즈가 장착되어 있다. 퓨즈는 과전류(기준보다 높은 전류)가 흐르면 열에 의하여 녹아서 끊어진다. 이렇게 전기의 흐름을 차단하여 장비의 큰 고장을 예방하고 있다.

퓨즈 교체 시에는 퓨즈에 표시된 정격 전압, 정격 전류의 값을 확인하고 같은 것으로 교체하여야 한다. 동일한 정격의 퓨즈로 교체하여 전원에 연결하였을 때 또 퓨즈가 끊어진다면, 장비 내부에 원인이 있다는 것으로 간주하여야 한다.

 

3) 멀티 테스터의 활용

방송 장비 및 케이블의 고장을 진단하기 위하여 사용되는 측정기 중에서 쉽게 구할 수 있는 것이 멀티 테스터이다. 테스터는 저항, 전압, 전류등의 값을 측정할 수 있고, 퓨즈의 단락 여부, 케이블의 단락 여부 등을 시험하는데 유용하게 사용된다.

< Fig02. 멀티 테스터 >

 

3-1) 0점 조정

정확한 측정을 위하여 선택 레버를 R(저항)에 위치시키고, 두 리드선을 단락 시킨 후, 지시 바늘이 정확히 0을 지시하도록 조정 단자를 돌려 교정(calibration)한다.

3-2) AC 전압 측정

① 측정하고자 하는 전압값의 근사값을 전혀 알지 못하는 경우에는 AC측정 선택 스위치를 가장 높은 측정값을 선택하고, 이미 짐작되는 AC는 그보다 약간 높게 측정 범위를 선택한다.

② 측정 리드선을 측정하고자 하는 곳에 병렬로 연결하고, 눈금 지시기를 읽어 근사값을 구하고, 더 자세한 측정을 할 수 있는 선택 범위로 선택 스위치를 이동한 후, 더 정확한 값을 읽는다.

 

3-3) DC 전압 측정

DC의 측정 방법은 AC와 동일하나, DC는 극성에 맞도록 리드선을 연결하여 주어야 한다. 측정하고자 하는 두 지점 중, 전위가 더 높은 곳에 (+)리드선(빨간색)을 연결하고, 낮은 곳은 common (-)리드선 (검은색)을 연결 하여야 정상적인 측정이 된다.

 

3-4) 전류의 측정

전류의 측정 시, 주의하여야 할 것은 측정하고자 하는 지점에 테스터기가 직렬로 연결되어야 한다.

방송 장비의 경우, 도선을 끊고 연결하면 장비가 손상될 수 있으므로 각별한 주의가 필요하다.

 

3-5) 저항의 측정

방송 장비 및 설비에 많이 활용되는 저항 측정은 오디오, 비디오 등의 연결 상태 확인, 케이블의 연결 상태 확인, 퓨즈의 이상 유무 확인 등에 많이 사용된다. 선이 끊어지면 저항값은 ¶를 나타내고, 연결되면 거의 0에 가까운 값을 나타낸다.

선택 범위에서 _1, _10, _1 k, _10 k의 선택된 배수 값과 눈금에서 읽은 값을 곱하여 읽어야 정확한 측정값이 된다

 

3-6) 테스터의 보관

① 모든 테스터는 측정이 끝나면 선택 스위치를 off로 전환하여 건전지의 소모를 막는다.

② 측정 리드선을 잘 정리한다.

< Fig03. 멀티 테스터 계기판 >

 

 

2. 무정전 전원 공급 장치

1) UPS의 필요성

UPS(Uninterruptible Power Supply System)는 순간적으로 발생하는 정전 및 각종 전원 장애에 관계없이 항상 부하에 안정된 전원을 공급할 수 있는 장치로, 정전압, 정주파수, 무정전 상태의 양질의 전력을 공급한다. UPS는 다음과 같은 불안정한 전원으로부터 방송 장비를 보호하기 위하여 설치한다.

① 순간 정전으로 인한 방송 시스템 다운 및 데이터의 손실 방지

② 노이즈, 충격 전류 등의 유입으로 인한 첨단 기기의 오동작 예방

③ 예기치 못한 정전으로 인한 시설, 설비, 장비 등의 보호

 

2) 설치 후, 기대 효과

① 유해 전원(서지, 노이즈, 저전압, 과전압) 차단, 양질의 전원 공급

② 정전 및 순간 정전으로부터 해방, 정전 시 확실한 백업 효과

③ 원격 제어 및 모니터링 기능으로 신속한 대응 및 사후 처리가 가능

 

3) UPS의 운전 상태

< Fig04. UPS의 구성도 >

 

3-1) 평상시 운전

평상시에는 상용 교류 입력을 정류기에서 직류 전력으로 변환하여 인버터에 공급한다. 인버터는 이 직류 전력을 다시 교류 전력으로 역변환한다. 인버터는 기준 발진기에 의하여 교류 출력 주파수를 일정하게 유지하고, 출력 전압도 피드백 제어에 의하여 일정하게 유지하여 부하에 공급한다.

 

3-2) 정전 시, 운전

상용 전원이 정전되면 평상시 충전 장치에 의하여 충전되었던 축전지에서 순간적으로 인버터에 직류 전력이 공급되어 축전지 방전 시간 동안 정전 없이 양질의 교류 전원을 부하에 공급한다.

 

3-3) 정전 복구 시, 운전

차단되었던 상용 전원이 복구되면 다시 정류기에 전원이 공급된다. 정류기에 전원이 공급되면 축전지의 방전은 멈추고, 평상시 운전으로 복귀된다. 충전 장치는 방전되었던 축전지를 재충전시킨다.

 

3-4) 바이패스 전환 회로

바이패스 전환 회로는 UPS 및 축전지 점검 및 만일의 고장에 대해서도 중요한 시스템에 응급적 상용 교류 전력을 공급하기 위한 회로이다.

< Fig05. UPS의 운전 모드 >