이번 포스팅에서는 본인의 주된 목적인 소방기술사 합격을 위한 공부를 위해서 이 블로그를 운영하는 것이었기에 초심으로 돌아가서 많은 소방기술사 공부하시는 분들과 함께 소방기술사에 잘 출제될 만한 내용들 위주로 정리해보고자 하는 마음에서 글을 적는다.
이번 시간에는 그 중 전기화재의 원인과 대책에 대해서 정리해보았다. 함께 공부하시는 분들에게 조금이라도 도움이 되었으면 하는 개인적인 바램이다.
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[전기화재 원인과 대책]
1. 개요
1)우리나라 화재발생의 주요한 원인을 2018년 통계를 참고해 보면 부주의가 48.5%로 가장 높은 발생율을 보였고, 다음으로 전기적요인 22.8% , 방화와 방화의심 8.5%순으로 발생하였다.
2)통계에서 알 수 있듯이 전기 에너지를 열원으로 하는 전기화재는 화재의 주요한 원인중 하나이다.
3)전기화재시의 점화원은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 전기에너지에 의한 줄열과 정전기, 전기불꽃 등의 전기 스파크가 바로 그것이다.
2. 전기화재 발생원인
1)줄열
(1)누전에 의한 발화
•전선피복이 손상되어 전류의 통로로 설계된 규정 전로 이외의 건물 및 부대설비 또는 공작물의 일부로 흘러 이 전류에 의해 발열되어 발생되는 화재를 말한다.
•발화에 도달하기 위한 최소 누전전류 300~500mA 이다.
(2)과전류에 의한 발화
•전선에 전류가 흐르면 Joule의 법칙에 의해 열이 발생하게 되는데, 이 때 정격
전류를 초과하는 과전류에 의하여 발열과 방열의 평형이 깨지면 과열하게 된다.
• 그러면, 과부하에 의한 자체 온도상승이 일어나거나 피가열체를 위험온도
이상으로 가열하여 화재가 발생한다.
• 비닐절연전선의 경우 정격전류의 200~300% 의 과전류에서 피복이 변질, 변형되고 정격전류의 500~
600%에서 붉에 열이 난후 용융하게 된다.
(3)열적 경과에 의한 발화
• 열발생 전기기기를 방열이 잘 되지 않는 장소에서 사용하는 경우 열의 축적 으로 발화하는 경우
(4)절연열화 및 탄화에 의한 발화
• 전기적으로 절연된 물질 상호간에 시간경과에 따라 절연성, 즉 전기저항이 감소하여 많은 전류가 흐르게 되는 현상을 말한다.
• 절연파괴에 의한 발화 형태로 트레킹 현상과 흑연화 현상이 있다.
• 트레킹 현상이란 유기질 절연체의 열화로 탄화도전로가 생기는 것을 말하고
흑연화 현상이란 목재에 탄화도전로가 생기는 것을 말한다.
(5)접속부 과열
• 전선과 전선, 전선과 단자 등에 전기적 접촉상태가 불완전할 때, 접촉저항에
의한 발열로 인해 발화한다.
• 발화의 주요 원인으로 접촉저항 과 아산화동현상에 의한 발화가 있다.
2)전기 불꽃에 의한 발화
(1)단락 (합선)
• 전선로 또는 전선의 절연이 파괴되면 두 선이 연결되고 부하가 접속되지 않은
전원만의 폐회로가 구성되어 1000 A이상의 단락전류가 발생된다.
• 단락에 의한 발화 형태로는 다음과 같다.
- 단락 시 발생되는 스파크가 주위 인화성 물질에 착화하는 경우
- 단락 순간의 적열된 전선에 의한 주위 가연물로의 착화
- 단락 전류에 의한 전선 피복의 연소
• 단락에 의한 발화 방지를 위한 케이블 굵기 선정방법을 위해 다음의 식을
사용한다.
(2)지락
• 전선로 중 전선의 하나 또는 두 선이 대지에 접촉하여, 전류가 대지로 통하는 것
을 말한다.
• 지락에 의한 발화의 형태로는 고전압 회로의 경우 다음과 같다.
- 금속체 등에 지락하여 spark 발생에 의해 발화하는 경우
- 목재 등에 지락하여 지락전류에 의해 발화하는 경우
(3)낙뢰
• 정전기의 일종으로 구름과 대지간의 방전현상을 말하며, 순간적으로 수만 A
이상이 흐르게 된다.
• 낙뢰로 인하여 전기회로에 이상전압이 흐르게 되면 전기회로의 절연이 파괴
되어 발화하게 된다.
• 또한 목재등의 가연물에 낙뢰의 대전류로 인한 화재가 발생할 수 있다.
(4)스파크
• 전기회로에 자기 또는 정전에너지로 축적된 에너지가 급속하게 대기 중으로 에너지를 방출하는 현상을 말한다.
• 스위치 On / Off 시 주로 발생하며, Off시가 더 위험하다.
• 발화 형태로는 가연성 가스나 분진이 연소, 폭발범위 내에 있는 경우 전기
스파크에 의해 방출되는 에너지가 최소점화에너지 이상이 되어 발화한다.
(5)정전기
• 대전 된 도체 사이에서 방전이 발생하는 경우, 이때 발생되는 전기에너지에 의해 주위의 가연성 가스 및 증기가 발화된다.
• 정전기에 의한 발화 조건은 다음과 같다.
- 가연성 가스 및 증기가 폭발한계 내에 있어야 하며,
- 정전기 스파크의 에너지가 최소 착화에너지 이상이어야 하며,
- 방전하기에 충분한 전위로 대전되어 있어야 한다.
3. 전기화재 예방대책
1)Passive 대책
전선은 허용전류 이상의 것 사용
접지 및 본딩하여 정전기 방지
2)Active 대책
누전경보기를 설치
누전차단기 및 과전류 차단기 설치
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도시, 주택개발, 건축, 인테리어 설계, 시공 문의 b-studio@hanmail.net 이나 010-9162-6135로 문자요망
(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 28년차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
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