아마추어 조경 조명 설치에는 흔히 공통적인 실패 지점이 있습니다. 부동산 소유자는 고급 설비에 막대한 투자를 했지만 그 설비가 깜박이거나 어두워지거나 완전히 고장나는 것을 지켜보았습니다. 이러한 문제는 하드웨어 결함으로 인해 발생하는 경우가 거의 없습니다. 거의 항상 과부하된 회로로 인해 발생합니다. 많은 사람들은 회로 용량이 설비의 고정 인원 수에 따라 결정된다고 잘못 생각합니다. 단순히 숫자를 추측하고 모든 것을 하나로 연결할 수는 없습니다.
안전하고 안정적인 설치에는 수학적 균형이 필요합니다. 변압기 용량, 총 전력량, 와이어 게이지 전류용량 및 전압 강하를 계산해야 합니다. 이러한 변수 중 하나라도 무시하면 성능이 저하됩니다. 대규모 변압기는 위험한 열을 발생시키지 않고 소형 전선을 통해 전력을 공급할 수 없습니다. 마찬가지로, 두꺼운 전선은 심각하게 작은 크기의 전원 공급 장치를 극복할 수 없습니다.
이 기술 가이드는 시스템 크기를 올바르게 조정하는 데 필요한 정확한 프레임워크를 제공합니다. 정확하게 결정하면 하나의 회로에서 시스템이 처리할 수 있는 조경 조명 수를 장기적인 신뢰성, 최적의 밝기 및 엄격한 규정 준수가 보장됩니다.
80% 규칙은 협상할 수 없습니다. 저전압 변압기는 연속 부하 및 전력 서지를 고려하여 최대 정격 용량의 80%를 초과하여 부하를 가해서는 안 됩니다.
전력량은 인원수가 아니라 볼륨을 결정합니다. 단일 회로의 제한은 조명의 물리적 수가 아닌 조명기의 누적 전력량(또는 LED의 경우 볼트 암페어)에 의해 결정됩니다.
와이어 전류용량은 엄격한 제한입니다. 대규모 변압기를 사용하더라도 단일 와이어 실행(회로)에는 해당 게이지를 기준으로 최대 안전 전력량 제한이 있습니다(예: 12게이지 와이어는 12V에서 최대 약 240W입니다).
전압 강하는 침묵의 한계입니다. 하나의 긴 전선에 너무 많은 조명을 연결하면 전압 강하가 발생하여 변압기 크기에 관계없이 라인 끝의 조명기가 어두워집니다.
배선 토폴로지 문제: "홈런" 또는 "T-탭"을 활용하면 기존 데이지 체인 연결에 비해 전력 분배가 더 효율적이고 변압기당 고정 장치 수가 더 많아집니다.
목차
모든 실외 조명 시스템은 두 개의 서로 다른 전기 회로를 사용합니다. 기본 회로는 가정용 전기 패널에서 변압기에 공급되는 실외 콘센트까지 120V 선간 전압을 전달합니다. 이 라인은 GFCI 보호 및 특정 트렌칭 깊이를 포함한 고전압 건축 규정을 엄격하게 준수해야 합니다. 2차 회로는 변압기에서 마당에 있는 실외 설비로 강압된 저전압을 전달합니다. 이러한 보조 라인은 일반적으로 12V 또는 15V에서 작동합니다. 이 가이드에서는 전적으로 2차 저전압 회로 제한 사항에 중점을 둡니다. 기본 회로에 과부하가 걸리면 주 주택 차단기가 작동됩니다. 보조 회로에 과부하가 걸리면 조명이 어두워지고, 조경 전선이 녹거나, 내부 변압기 퓨즈가 끊어질 수 있습니다.
변압기는 총 용량을 와트 단위로 광고합니다. 그러나 최신 LED 부하를 계산하려면 VA(볼트 암페어)에 대한 확실한 이해가 필요합니다. 와트는 조명을 생성하기 위해 광원이 소비하는 실제 전력을 나타냅니다. 볼트 암페어는 전체 설비를 작동하기 위해 변압기에서 끌어온 피상 전력을 나타냅니다. LED 드라이버에는 역률을 생성하는 전자 부품이 포함되어 있습니다. 이 역률은 조명기가 조명을 생성하기 위해 실제로 소비하는 것보다 변압기에서 약간 더 많은 전력을 끌어온다는 것을 의미합니다. 총 시스템 부하를 계산할 때는 항상 VA 등급을 사용해야 합니다. 제조업체가 LED 조명기의 와트만 나열하는 경우 나열된 와트에 1.2를 곱하여 계산을 위한 안전한 VA 부하를 추정해야 합니다.
등재된 LED 전력량 | 예상 VA 부하(승수 1.2) | 300W 변압기에 미치는 영향(최대 설비) |
|---|---|---|
2와트 | 2.4VA | 100개의 비품 |
3와트 | 3.6VA | 66개의 비품 |
5와트 | 6.0VA | 40개의 비품 |
7와트 | 8.4VA | 28개의 비품 |
12와트 | 14.4VA | 16개의 비품 |
NEC(National Electrical Code)에서는 연속 부하를 중단 없이 3시간 이상 작동하는 전기 회로로 정의합니다. 조경용 조명은 일반적으로 황혼부터 새벽까지 작동하므로 이 기준을 쉽게 충족합니다. 전기 규정에 따르면 연속 부하 회로의 정격을 최대 정격 용량의 80%로 낮추어야 합니다. 저전압 변압기를 100%까지 부하해서는 안 됩니다. 열이 축적되면 내부 구리 권선의 성능이 저하되고 열 차단이 발생합니다. 안전한 사용 가능 용량을 찾으려면 변압기 정격에 0.80을 곱하십시오. 300와트 변압기는 240와트의 연속 부하를 안전하게 처리합니다. 150와트 변압기는 120와트를 안전하게 처리합니다. 이 80% 임계값을 초과하면 조기 장비 고장이 보장됩니다.
이론적인 최대 조명기 수를 계산하려면 기본적인 나눗셈이 필요합니다. 안전한 사용 가능 용량을 개별 설비의 VA 등급으로 나눕니다. 300와트 변압기가 있다고 가정해 보겠습니다. 안전한 용량은 240와트입니다. 진입로를 따라 5VA LED 경로등을 설치하려고 합니다. 240을 5로 나눕니다. 이론적으로 이 변압기에서는 이러한 특정 경로 조명 48개에 전력을 공급할 수 있습니다. 서로 다른 조명기를 혼합하는 경우 240와트 제한에 도달할 때까지 각 조명기의 VA를 추가하기만 하면 됩니다. 이 계산은 변압기의 용량만을 나타냅니다. 다음에는 물리적 전선 제한이 적용되며, 변압기를 최대로 사용하기 훨씬 전에 설계를 제한하는 경우가 많습니다.
변압기 용량은 전선 용량과 동일하지 않습니다. 거대한 600와트 변압기를 소유할 수 있지만 단일 표준 조경 전선에 600와트를 밀어 넣을 수는 없습니다. 전선에는 엄격한 전류용량 제한이 있습니다. 전류용량은 구리가 과열되어 플라스틱 절연체가 녹기 전에 와이어가 전달할 수 있는 최대 안전 전류를 나타냅니다. 표준 12게이지 가로선은 약 20암페어를 안전하게 전달합니다. 12볼트에서 20암페어는 240와트와 같습니다. 300와트 변압기가 있고 전체 240와트 안전 용량을 사용하려는 경우 단일 12게이지 전선을 최대한 활용하는 것입니다. 더 많은 전력을 공급하려면 부하를 변압기 터미널에서 시작되는 여러 개의 개별 배선으로 분할해야 합니다.
전압 강하는 실외 조명 시스템의 조용한 살인자 역할을 합니다. 전선은 전기의 흐름에 저항합니다. 전력이 케이블을 따라 더 아래로 이동하면 저항이 증가합니다. 이 저항은 도중에 전압을 소모합니다. 변압기는 12V를 출력하지만 150피트 떨어진 설비에서는 9V만 수신할 수 있습니다. 구형 할로겐 전구가 제대로 작동하려면 10.5~12V가 필요합니다. 10.5V 아래로 떨어지면 디밍이 심해지고 탁한 노란색 빛이 출력됩니다. 최신 저전압 LED는 더 넓은 범위를 허용하며 일반적으로 9V~15V 사이에서 작동합니다. 전압이 9V 미만으로 떨어지면 LED 드라이버가 다이오드를 점화하지 못해 급격한 깜박임 또는 전체 고장이 발생합니다.
올바른 와이어 게이지를 선택하면 초기 자재 비용과 시스템 성능의 균형을 맞출 수 있습니다. 두꺼운 와이어에는 더 많은 구리가 포함되어 있습니다. 구리가 많을수록 전기 저항이 적어져 더 먼 거리에서 더 많은 조명을 작동할 수 있습니다. 12/2 AWG 와이어는 전문적인 설치를 위한 절대적인 산업 표준으로 사용됩니다. 14/2 AWG 와이어는 비용이 저렴하지만 고정 장치 수와 실행 길이를 심각하게 제한합니다. 16/2 AWG 전선은 매우 짧은 길이나 주선에서 벗어난 단일 고정 장치 분기에만 사용해야 합니다.
와이어 게이지 | 50피트에서의 최대 전력량 | 100피트에서의 최대 전력량 | 150피트에서의 최대 전력량 | 200피트에서의 최대 전력량 |
|---|---|---|---|---|
10/2 AWG(헤비 듀티) | 240와트 | 200와트 | 150와트 | 100와트 |
12/2AWG(표준) | 200와트 | 100와트 | 65와트 | 45와트 |
14/2 AWG(경부하) | 120와트 | 60와트 | 40와트 | 권장되지 않음 |
16/2 AWG(지점 전용) | 75와트 | 35와트 | 권장되지 않음 | 권장되지 않음 |
표를 검토해 보면 현장 설치의 가혹한 현실이 드러납니다. 100피트 떨어진 구역에 100와트의 조명을 공급해야 한다면 14게이지 전선이 작동하지 않습니다. 12게이지 와이어를 사용해야 합니다. 더 두꺼운 와이어에 미리 투자하면 나중에 비용이 많이 드는 시스템 재설계와 노동력 소모를 방지할 수 있습니다.
전문가급 변압기에는 전압 강하를 방지하기 위한 멀티탭 출력이 있습니다. 단일 12V 터미널 대신 13V, 14V 및 15V 터미널을 제공합니다. 이러한 더 높은 전압 탭을 사용하면 부하가 높은 회로에 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다. 200피트 달리기가 끝날 때 3V 강하를 계산하는 경우 해당 와이어를 15V 탭에 연결하면 최종 고정 장치가 정확히 12V를 수신하도록 보장됩니다. 디지털 멀티미터를 사용하여 라인의 첫 번째 고정 장치에서 전압을 측정해야 합니다. 15V를 라인 아래로 밀어넣고 첫 번째 고정 장치가 14.5V를 수신하면 엄격한 12V 할로겐 전구가 손상될 수 있습니다. LED는 이 과전압을 훨씬 더 잘 처리하지만 여전히 전체 라인을 9V~15V 작동 범위 내로 유지하려고 합니다.
데이지 체인 연결에는 변압기에서 첫 번째 고정 장치로, 그런 다음 두 번째 고정 장치로, 마당 끝까지 이어지는 단일 전선이 포함됩니다. 이는 가장 일반적인 아마추어 배선 방법을 나타냅니다. 또한 과부하 및 전압 강하 위험이 가장 높습니다. 데이지 체인에서 와이어의 첫 번째 섹션은 전체 시스템에 대한 전기 부하를 전달합니다. 이는 실행 시작 시 열과 저항을 집중시킵니다. 라인 끝의 고정 장치는 엄청난 전압 강하를 겪습니다. 전원 공급 장치 바로 옆에 아주 적은 수의 저전력 LED를 단기적으로 설치하는 경우가 아니면 데이지 체인 연결을 피하십시오.
T-tap 방식은 회로 전체의 전압을 균등화합니다. 고정 장치를 고정 장치에 배선하는 대신 변압기에서 조명 영역 중앙까지 무거운 주 공급 케이블을 직접 연결합니다. 그런 다음 크로스 케이블을 메인 피더에 연결하여 "T" 모양을 만듭니다. 고정 장치는 이 크로스 케이블에 연결됩니다. 전력은 무거운 공급선을 따라 이동하며 두 방향으로 균등하게 분할됩니다. 이렇게 하면 유효 거리와 저항이 절반으로 줄어듭니다. T 태핑을 사용하면 전기 부하의 균형을 맞추고 마당 전체에 걸쳐 전압을 일정하게 유지하여 단일 회로에 더 많은 고정 장치를 배치할 수 있습니다.
홈런 방식은 단일 변압기가 지원할 수 있는 총 조명 수를 최대화합니다. 하나의 거대한 와이어 루프에 40개의 조명을 배치하는 대신 부동산을 별개의 구역으로 분할했습니다. 각 구역의 개별 급전선(홈런)을 변압기 터미널로 직접 연결합니다. 이는 여러 보조 회로에 걸쳐 총 전력량을 분할합니다. 변압기 출력이 300와트인 경우 각각 80와트를 전달하는 12게이지 홈런 3개를 별도로 실행할 수 있습니다. 이를 통해 와이어 전류용량 병목 현상이 제거되고 전압 강하가 최소로 유지되며 향후 문제 해결이 훨씬 쉬워집니다.
잘못된 접합으로 인해 시스템에 심각한 전기 저항이 발생합니다. 표준 실내 와이어 너트는 습기가 연결부에 유입될 수 있도록 합니다. 구리는 축축한 토양, 비료, 관개수 유출수에 노출되면 빠르게 부식됩니다. 이러한 부식은 극심한 전압 강하를 모방하는 병목 현상을 발생시킵니다. 심하게 부식된 스플라이스는 전압을 12V에서 즉시 6V로 떨어뜨려 회로가 전력을 공급할 수 있는 조명 수를 인위적으로 낮출 수 있습니다. 대형 매장 키트와 함께 제공되는 값싼 피어싱 커넥터를 사용하지 마십시오. 그들은 1년 안에 실패합니다. 항상 실리콘으로 채워진 와이어 너트나 열수축 압착 커넥터를 사용하십시오. 완벽하게 계산된 회로는 지하에서 물리적 연결이 저하되면 실패합니다.
할로겐에서 LED로 전환하면 회로 수학이 완전히 변경됩니다. 표준 할로겐 경로 조명은 20와트를 소비합니다. 300와트 변압기(240W 사용 가능)는 정확히 12개의 할로겐 고정 장치를 지원합니다. 비슷한 LED 경로 조명은 3VA만 소비합니다. 동일한 240W 가용 용량이 이제 80개의 LED 조명 장치를 지원합니다. LED 효율성을 통해 더 작은 변압기와 더 얇은 와이어를 사용하여 대규모 특성을 조명할 수 있습니다. 기존 할로겐 시스템을 괴롭히는 높은 전류용량 부하를 제거합니다. 이러한 효율성은 또한 전압 강하의 심각도를 줄여 값비싼 10게이지 전선으로 업그레이드하지 않고도 건물의 먼 구석까지 더 긴 전선을 연결할 수 있게 해줍니다.
동일한 회로에 스포트라이트, 경로 조명 및 우물 조명을 혼합할 수 있습니다. 변압기는 조명기 스타일에 관심이 없습니다. 총 전기 부하에만 관심이 있습니다. 항상 라인에 있는 모든 조명기의 총 VA를 합산하십시오. 조명기를 혼합할 때 전압 정격에 세심한 주의를 기울이십시오. 일부 통합 LED는 9V-15V를 수용합니다. 일부 드롭인 LED 전구는 엄격하게 12V를 요구합니다. 14V 또는 15V 변압기 탭을 사용하여 긴 라인의 전력을 낮추는 경우 해당 라인의 첫 번째 고정 장치가 소진되지 않고 더 높은 전압을 처리할 수 있는지 확인하십시오. 전압을 정확하게 제어하려면 민감한 설비를 전용 홈런으로 그룹화하는 것이 좋습니다.
새로운 조명기를 추가하기 전에 현재 설정을 감사해야 합니다. 맹목적으로 오래된 전선에 새 조명을 연결하지 마십시오. 먼저 변압기를 찾아 최대 전력량을 확인하세요. 다음으로 건물을 둘러보고 현재 해당 특정 와이어에 연결된 모든 설비를 식별합니다. 기존의 모든 조명의 VA 등급을 합산합니다. 변압기의 80% 안전 용량에서 이 합계를 뺍니다. 마지막으로 케이블 재킷에 인쇄된 전선 게이지를 확인하십시오. 기존 조명과 새 조명의 합산 전력량이 해당 거리에 대한 전선의 전류 용량 제한을 초과하지 않는지 확인하십시오. 와이어가 이미 100피트 12게이지 길이에서 180와트를 전달하는 경우 해당 특정 케이블에 조명을 더 추가할 수 없습니다.
감사를 통해 사용 가능한 용량이 확인되면 설비를 안전하게 추가할 수 있습니다. 새 설치 장소 근처의 주 전선 부분을 찾으십시오. 와이어 커터로 본선을 깔끔하게 잘라줍니다. 모든 끝 부분에서 절연체를 1인치 벗겨냅니다. 새 고정 장치의 리드 와이어와 함께 메인 라인 와이어를 비틀십시오. 고품질 실리콘으로 채워진 와이어 너트를 사용하여 연결을 고정합니다. 베어 구리가 실리콘 실란트에 완전히 잠겨 있는지 확인하십시오. 한 영역에 여러 조명을 추가하는 경우 메인 라인을 여러 번 절단하는 대신 이 단일 T-접합에서 짧은 보조 분기 라인을 실행하십시오. 스플라이스가 적다는 것은 잠재적인 실패 지점이 적다는 것을 의미합니다.
과부하된 회로는 명확한 물리적 증상을 나타냅니다. 가장 분명한 징후는 달리기가 끝날 때 빛이 어두워지거나 노란색으로 변하는 것입니다. 깜박이는 LED는 전압이 드라이버의 최소 작동 임계값 아래로 떨어졌음을 나타냅니다. 시스템을 한 시간 동안 가동한 후 변압기 하우징을 확인하십시오. 금속을 만졌을 때 지나치게 뜨거워지면 장치가 연속 정격 부하 이상으로 작동하고 있는 것입니다. 변압기 터미널 근처의 녹은 와이어 절연은 심각한 전류용량 과부하를 나타냅니다. 자주 작동되는 내부 차단기는 회로가 안전하게 처리할 수 있는 것보다 더 많은 전력을 끌어오고 있음을 확인합니다. 이러한 징후가 보이면 즉시 설비를 분리하거나 추가 홈런 케이블을 연결해야 합니다.
조경 디자인은 시간이 지남에 따라 진화합니다. 앞으로는 조경 조명, 나무 상향 조명 또는 파티오 액센트를 추가하고 싶을 것입니다. 현재 요구 사항에 딱 맞는 크기의 변압기를 구입하면 나중에 두 번째 변압기를 구입해야 합니다. 항상 현재 설계에 필요한 것보다 20% 더 많은 용량에 맞게 변압기와 와이어 게이지의 크기를 조정하십시오. 150와트 변압기와 300와트 변압기의 비용 차이는 초기 구매 시 최소화됩니다. 14게이지 전선 대신 12게이지 전선을 배치하면 잔디밭과 정원 화단에 새로운 전선을 뚫지 않고도 향후 확장을 지원하는 데 필요한 전기 대역폭이 제공됩니다.
마당을 계획하고 원하는 설비를 별도의 조명 구역으로 그룹화하여 집에서 배선을 준비하십시오.
각 구역의 총 VA를 계산하여 필요한 변압기 크기를 결정하고 80% 연속 부하 규칙을 적용하십시오.
변압기에서 각 구역까지의 거리를 측정하여 전압 강하 한계를 확인하고 적절한 와이어 게이지를 선택하십시오.
장기적인 지하 신뢰성을 보장하려면 상용 등급 12/2 AWG 전선과 실리콘 충전 방수 커넥터를 구입하세요.
와이어를 매설하기 전에 디지털 멀티미터를 사용하여 매 실행의 첫 번째 및 마지막 고정 장치에서 전압을 테스트하십시오.
신뢰할 수 있는 실외 조명 솔루션이 필요한 프로젝트의 경우 Radar Lighting은 광범위한 실외 응용 분야에 맞게 설계된 전문적인 조경 조명 제품을 제공합니다. 실용적인 조명 성능과 제품 품질에 초점을 맞춘 Radar Lighting은 고객이 안정적이고 효율적이며 시각적으로 매력적인 조경 조명 시스템을 만들 수 있도록 지원합니다.
A: 네, 쉽게요. 3W LED 조명 기구를 사용하는 경우 조명 20개는 60W만 소비합니다. 표준 150와트 변압기는 이 부하를 안전하게 처리할 수 있습니다. 그러나 20W 할로겐 조명 기구를 사용하는 경우 조명 20개는 400W를 소비하므로 전류 용량을 처리하려면 훨씬 더 큰 변압기와 여러 전선이 필요합니다.
A: 80% 연속 부하 제한을 초과하면 변압기가 과열됩니다. 이로 인해 내부 부품의 성능이 저하되고 장치 수명이 단축되며 내부 열 차단기가 자주 작동하여 밤에 예기치 않게 조명이 꺼집니다.
A: 실행이 끝날 때 희미한 표시등은 심각한 전압 강하를 나타냅니다. 전선이 너무 얇거나, 배선이 너무 길거나, 전력량이 너무 많아 회로에 과부하가 걸렸습니다. LED로 전환하거나 변압기에서 더 높은 전압 탭을 사용하면 이 문제를 해결할 수 있습니다.
A: 아니요. 실내 와이어 너트에는 방수 기능이 부족합니다. 토양의 수분이 연결부에 유입되어 구리선을 부식시킵니다. 이러한 부식으로 인해 전기 저항이 발생하여 심각한 전압 강하가 발생하고 해당 라인에 연결된 모든 고정 장치가 결국 고장나게 됩니다.
A: 귀하의 부동산 배치에 따라 다릅니다. 중앙에 위치한 하나의 대형 변압기는 비용 효율적입니다. 그러나 넓은 부지의 반대편에 조명 구역이 있는 경우 여러 개의 작은 변압기를 사용하면 지나치게 긴 배선을 방지하고 심각한 전압 강하를 제거할 수 있습니다.
A: 직접 매설 조경 와이어는 표준 토양 아래에 도관을 엄격히 요구하지 않습니다. 그러나 PVC 도관을 통해 와이어를 연결하면 삽, 통풍 장치 및 조경 도구로 인한 우발적인 절단으로부터 와이어가 보호되어 시스템 수명이 크게 향상됩니다.
