Cable Clearance가 뭐야?
HVAC Control System 공사 관리
"Imran, Did you check the clearance between electrical power cable and our control cable?"
"Mr. Yun. I am checking the specification now."
"I think the electrical power cable installation specification has that information."
"OK. I will check it."
해외 EPC 프로젝트에서 HVAC 시공 엔지니어로서 일하는 것을 어렵게 만드는 것 중에 하나가 바로 HVAC Control System 설치를 관리해야 한다는 것이다. HVAC 혹은 건축설비 팀에서 일하는 사람들은 보통 기계공학이나 건축설비를 전공하는 경우가 대부분이다. 하지만, Control System은 전기나 계장(계기/장치)을 전공한 사람이 다루는 영역이다. 기계 전공자에게 전기 전공자의 업무를 담당하라고 하는 것은 어려울 수밖에 없다. 게다가 HVAC 시공엔지니어는 시운전까지 직접 관리해야 하는 경우가 많다. 기계적인 설치부터 제어시스템의 시운전까지 완료하는 것은 정말 쉽지 않다.
나는 이제까지 해외 EPC 프로젝트를 진행하면서 전기팀과 계장팀(Control & Instrument Team)에게 궁금한 것들을 물어보면서 겨우 진행할 수 있었다. 그러면서 알게 된 몇 가지가 있는데 Cable Clearance가 그런 노하우들 중 하나이다. HVAC Control System 설치를 관리하면서 협력업체가 자주 틀리는 부분 중 하나여서 몇 가지 프로젝트를 수행했더니 자연스레 머릿속에 각인이 된 부분이다. Duct와 Plumbing 시공이 어느 정도 궤도에 올라가고 나니 HVAC Control System의 설치가 걱정이 됐고, 그래서 이므란에게 시방서 (Project Specification) 확인을 지시했다.
"Oh, here it is. We need to put 450mm between power cables and control cables when we install our control cables in the conduit pipe. And we should give 600mm if we will use cable tray for our control cables."
"OK. Please inform our subcon about it. And we need to review our drawings whether our designer follow the cable clearance or not."
...
"네, 이번영입니다."
"차장님, 저 윤 과장이에요."
"응, 왜? 나 바빠. 빨리 용건만 이야기해."
"여전히 바쁘시네요. 궁금한 게 있어서요."
"당연하지. 내가 해보니까 시공보다 설계가 더 바쁘다. 암튼, 뭐를 도와줄까?"
"제가 스펙을 보다가 Cable Clearance 조건을 찾았거든요. 전선관을 쓸 경우에 HVAC Control 케이블이랑 전기 Power 케이블이랑 최소 450mm를 떨어트려야 한데요. 만약에 케이블 트레이를 쓴다면 600mm를 떨어트려야 하고요. 우리 설계할 때 이게 잘 반영됐겠죠?"
"응? 그랬을 걸? 근데, 일부 구간에는 못 지킨 부분이 있는데.... 왜 천정 속에는 공간이 안 나오거든..."
"그렇죠. 그러면 최소한 전선관을 써야 하지 않을까요? 600mm보다는 450mm이 가능성이 높잖아요."
"그렇지. 아~~ 이런 거 자꾸 찾아내지 마. 안 그래도 바쁜데, 도면 다시 검토해야 하잖아."
"아시잖아요. 아람코 프로젝트는 검사를 통과하는 게 어려운 거. 이거 시공 끝나도 나중에 하자로 남을 거예요. 그러면 처리가 더 힘들잖아요."
"그렇지... 케이블 설치 다 끝난 후에 고치려면 시간이 더 걸리지.... 알았다. 내가 확인해 보고 알려줄게. 그 대신 너도 한번 찾아봐. 일단 천정 속이랑, 케이블이 벽을 통과할 때가 문제일 거야. 보통 전기 케이블도 설치되는 높이가 우리와 비슷하니까."
"넵. 알겠습니다. 급한 건물부터 전체적으로 한 번 뒤져볼게요."
"그래. 그럼 수고해."
"네, 고생하십시오."
HVAC 시공 엔지니어는 해외 EPC 프로젝트에서 건물 안에 있는 거의 대부분의 설비를 설치해야 한다. Plumbing, Duct, 소방배관, HVAC Control System, 특별한 소화설비(Inergen, NOVEC 등), HVAC 장비 (AHU, ACCU, Duct Heater, 가습기 등), 건물 내 Utility 배관 (질소, 증기, 압축 공기 등) 등 그 종류가 많다. 특히 HVAC Control System의 경우에 다루기가 정말 힘든데, 발주처의 시방서(Project Specification)는 HVAC Control System을 Process Control System과 구분하지 않기 때문이다.
HVAC 시공 엔지니어는 발주처 시방서들 중에 어디까지를 지켜야 하는지를 HVAC 설계 엔지니어에게 확인해야 한다. 보통 계장(Control & Instrument) 팀이 다루는 Control System은 System Panel, Mashalling Panel, Local Control Panel 등으로 구분된다. System Panel은 공장을 운영하는데 필요한 Controller들이 설치되는 제어 Panel이고, Mashalling Panel은 Controller에게 연결되는 입출력 신호들이 연결되는 제어 Panel이다. (System Panel과 Mashalling Panel은 보통 통신 케이블로 연결된다.) 그리고 Local Control Panel (LCP)은 장비에 붙어있는 제어 Panel로 옥외에 설치되는 경우가 많다. Control Room이나 Local Engineering Room (LER) 등 실내에 설치되는 System Panel이나 Mashalling Panel보다 LCP에 관련한 요건들을 지키는 것들이 어려운 경우가 많다.
일반적으로 HVAC 설계 엔지니어들은 Mashalling Panel의 시방서를 HVAC Control System이 지켜야 할 최소한으로 발주처와 협의하는 경우가 많다. 그나마 Mashalling Panel을 위한 요건들이 다른 제어 Panel들에 비해서 지키기 쉬운 경우가 많기 때문이다. IP(Ingress Protection) 등급, Redundancy 요건 (Power, Controller, 통신, I/O 등), Panel 온도 유지를 위한 장치 요건 (배기 Fan, Anticondensation Heater 등), 고온 알람, Controller 고장 알람, Power Supply 고장 알람 등 지켜야 할 조건들이 많이 있으니, 관련된 시방서를 꼼꼼하게 검토해야 한다.
Cable Clearance는 전기 케이블을 설치할 때 지켜야 할 가장 기본적인 요건 중 하나로, HVAC Control System도 당연히 따라야 하는 요건이다. 보통 케이블은 흐르는 전압의 크기로 종류를 구분하는데, 100V 미만, 100V 이상, 400V 이상, 1,000V 이상 등으로 분류한다. Cable Clearance는 이런 전압이 다른 케이블들을 설치할 때 떨어트려야 하는 최소 이격 거리를 말하며, 전자기적 Noise를 방지하기 위한 최소 거리를 뜻한다. 실제로 사우디아람코의 시방서에는 100V 이상의 케이블과 제어 케이블(100V 미만)과 최소 이격 거리가 트레이와 전선관인 경우에는 450mm이고, 트레이와 트레이로 설치되는 경우에는 600mm으로 명시하고 있다.
위에서 명시한 것들 외에도 HVAC 시공 엔지니어들은 해외 EPC 프로젝트를 수행하며 여러 가지 기계공학 전공자들이 이해하기 어려운 요건들을 지켜야 한다. 아래는 이제까지 내가 프로젝트를 수행하며 경험했던 HVAC Control System에 대한 시방서 조건들에 대해서 간단하게 정리한 내용이다.
AC/DC 케이블은 Segregation 되어야 한다. = (AC 케이블과 DC 케이블은 같은 케이블 트레이에 설치할 수 없다.)
HVAC 컨트롤러 및 온습도센서의 Ergonomic 설계가 적용되어야 한다. = (Local에 설치된 제어기 및 온습도 센서는 서 있는 사람의 가슴 높이 정도에 설치하여 사용이 편리해야 한다.)
옥외 케이블은 Armored 케이블 사용해야 한다. (혹은 Non-armored 케이블을 전선관 안에 설치하면 옥외에 사용 가능하다.) = (실외기 (ACCU 혹은 냉동기)에 연결되는 케이블들은 모두 Armored 혹은 전선관 안에 설치한 Non-Armored 케이블이어야 한다.)
옥외에는 IP 55 이상의 케이블 Gland 사용해야 한다. = (케이블이 LCP (Local Control Panel)와 연결될 때에는 IP 55 이상의 케이블 Gland를 사용해서 LCP 내에 먼지나 물이 들어가는 것을 방지해야 한다.)
모든 Armored 케이블용 Gland에는 접지 케이블을 설치해야 한다. = (금속 케이블 Gland에는 접지 케이블을 설치해야 한다.)
통신케이블은 Power 케이블과 같은 트레이에 설치 불가하다. = (사용 전압이 낮은 통신케이블은 전원 케이블과 떨어뜨려서 Noise 발생을 방지해야 한다.)
HVAC Control System은 Staggered Start 기능을 가져야 한다. = (AHU, ACCU (혹은 Chiller), Pump 등 초기 기동전류가 높은 장비들이 동시에 시작되지 않도록 운전 순서를 조절해야 한다.)
HVAC Control System은 Single Fault에 의해서 그 기능을 상실하지 않아야 한다. = (AHU, ACCU(혹은 Chiller), Pump, 가습기, 배기 Fan(배터리실) 등 HVAC의 주요 장비 하나의 고장이 나더라도 HVAC Control System은 여전히 온도, 습도, 건물 내 양압 등의 주요 기능을 할 수 있어야 한다.) = (주요 장비는 이중화로 구성해야 한다.)
모든 통신(All Data Link)은 이중화 구성을 갖춰야 한다. = (컨트롤러(PLC : Programmable Logic Controller)와 HMI (Human Machine Interface) 사이의 통신을 포함해서 어떤 통신 회선(Line) 하나가 고장 나더라도 HVAC Control System은 제 기능(온/습도 유지, 건물 내 양압 유지 등)을 잃지 말아야 한다.)
HVAC Control System의 Main 컨트롤러는 이중화 구성을 갖춰야 한다. = (HVAC Control System의 최상단 컨트롤러는 2개 이상으로 구성되어야 하고, 그중 하나가 고장 나더라도 원래 기능(온/습도 유지, 건물 내 양압 유지 등)을 유지해야 한다.)
