불완전 접촉에 의한 발화가능성 연구 영광소방서 Yeonggwang Fire station

순서 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 본론 Ⅲ . 결론 연구배경 및 화재현황 분석 전기화재의 프로세스 전기화재 종류 및 현상 접촉불량 및 아산화동 증식 발열 현상 불완전 접촉 화재사례 재현실험 Ⅲ . 결론

Ⅰ. 서론 연구 배경 및 화재현황 분석

최근 9년간 전력 사용량 (출처: 한국 전력거래소] 기간 설비용량 (만kw) 공급능력 최대전력 공급예비력 공급예비율 (%) 2012 8,181 7,997 7,599 399 5 2011 7,613 7,718 7,314 404 6 2010 7,608 7,575 7,131 444 2009 7,331 7,207 6,680 527 8 2008 7,035 6,852 6,279 573 9 2007 6,720 6,678 6,229 449 7 2006 6,478 6,518 5,899 619 11 2005 6,174 6,082 5,463 2004 5,913 5,753 5,126 626 12 연 평 균 5.07%

지난 5년간 화재(전기)발생 현황 (출처:국가화재정보시스템) 11,311 전기 49,631 화재 10,787 전기 47,318 화재 10,827 전기 41,863 화재 10,664 전기 43,875 화재 10,488 전기 43,249 화재 2008 2009 (-524) 2010 (+40) 2011 (+163) 2012 (-176)

원 인 별 세 부 현 황 [표2] 최근 5년간 전기화재 세부 현황 구분 계 누전 지락 접촉 불량 절연 열화 과부하 압착 손상 원 인 별 세 부 현 황 누전 지락 접촉 불량 절연 열화 과부하 압착 손상 층간단락 트래킹 반단선 미확인 기타 54,077 2,777 5,449 12,439 6,314 3,657 647 3,091 779 14,172 4,752 2012 10,488 486 954 2,457 1,196 717 112 726 153 2,722 965 2011 10,664 509 957 2,665 1,259 743 125 691 176 2,608 931 2010 10,827 597 1,128 2,756 1,294 790 164 649 161 2,307 981 2009 10,787 579 1,095 2,257 1,132 727 136 517 148 3,213 983 2008 11,311 606 1,315 2,304 1,433 680 110 508 141 3,322 892 [표2] 최근 5년간 전기화재 세부 현황

Ⅱ. 본 론 전기화재 프로세스

주울열 전기화재 발생과정 아크(방전) 불꽃 사용자의 사용방법 부적절 전기에너지가 변화되어 발생한 열 : 전류의 발열작용 전기에너지가 변화되어 발생한 열 : 전류의 발열작용 주울열 절연파괴(손상)로 인한 화재 전기화재 발생과정 전기 장치의 고장(안전장치 부작동) 아크(방전) 불꽃 사용자의 사용방법 부적절

전기화재 종류 및 현상

누전 및 지락 전류가 회로 이외의 곳으로 누설되어 특정한 부분에 장시간 흐를 경우 발열 후 발화 누전점, 발화(출화)점, 접지점 확인 출화점 누전점 접지점

압착손상 가정에서 사용하는 비닐형 전선코드선에서 흔히 발생 전선이 무거운 물건 밑에 장시간 눌리거나 끼어 저항 증가후 발열 발화 심선에서 비닐성분이 검출되면 압착손상 고려

전기단락 일반적으로 전기합선, 쇼트 회로상 어느 지점에서 동선 상호간 직접 접촉한 경우 부하가 적은 회로로 전류가 흐르는 상태 회로상 어느 지점에서 동선 상호간 직접 접촉한 경우 부하가 적은 회로로 전류가 흐르는 상태 2,000℃~3,000℃의 고온으로 광택과 구형

절연 열화 트래킹(tracking) 시간 경과로 절연성능 저하 원 인 절연체에 먼지 또는 습기 흡착 사용부주의, 취급불량에서 오는 절연피복의 손상 이상전압에 의한 절연파괴 과전류에 의한 열적 변화 결로에 의한 지락.단락사고 유발 트래킹(tracking) 고체 절연물 표면에 분진,습기 등 오물에 의해 소규모 방전이 반복적으로 발생하여 절연물에 도전로 형성되는 현상 주울열에 의해 절연재료 표면이 부분적으로 건조되고 절연저항이 높아져 절연체를 분해 탄화물 생성 장시간 미소방전이 지속되면 절연체 침식 파괴시켜 단락후 출화

반 단 선 전선 일부가 피복 내에서 단선되어 단속이 반복되는 상태 단속이 반복되어 발생된 불꽃이 절연피복을 손상하고 외부로 불꽃이 나 올 경우 분진 등에 착화 현상  

층간단락 모터코일 동선에 미세한 손상 또는 장기사용으로 인한 절연열화 권선층간의 절연파괴로 단락후 화재

접촉 불량

♨ 집중저항 경계저항 과 열 접촉 저항 종류 도체 표면이 불균형 할 때 금속이 공기중에 노출되어 표면에 산화막 형성 도체 표면이 불균형 할 때 접촉부분은 점과 점 한정 접촉면적이 적어 저항이 커지는 것 경계저항 금속이 공기중에 노출되어 표면에 산화막 형성 피막이 수 10[A] 이상 일 때 저항 증가 ♨ 과 열

접촉 불량 유형 1개 차단기에 수 가닥 전선 접속 접촉면 부식 접속단자 압착불량으로 인해 주울 열과 단자부식

아산화동 증식 발열 동선단자 접속부의 접촉 불량시 접촉되어 있는 그 부분의 동이 산화`적열되어, 주위의 동을 용해시켜가면서 아산화동이 증식 아산화동이 크게 증식된 것으로 중앙 아래 측의 붉게 빛나는 부분에 전류가 집중되어 흐르고 있고 그 왼쪽 끝 부분에 동이 녹아서 아산화동으로 변화 동선사이에 아산화동을 증식시켜 발열시키는 것으로 광택이 있는 부분에 전류가 집중적으로 흐른다

불완전접촉 화재 사례 화재 일반현황 ○일 시 : 2010. 05. 25. 04:52(신고시각) ○일 시 : 2010. 05. 25. 04:52(신고시각) ○장 소 : 전남 영광군 ○○수지 (폐 모판을 재활용하여 폴리프로필렌 생산공장) ○피 해 : 20,163천원 ○개 요 : 압출기 히터 파손으로 누설된 전류가 파쇄기 고정볼트에 연결된 접지선 접촉 불량으로 스파크가 발생, 바닥의 분진 폐지 등에 착화 발화된 화재

현장사진

불완전 접촉에 의한 화재 재현실험

재현실험 일반현황 1 일 시 : 1차 2013. 06. 15 10:00 ~ 18:00 2차 2013. 06. 16.13:00 ~ 17:00 2 장 소 : 영광소방서 현장대응단 차고 3 기 상 : 기온 28.2℃, 남풍 2〜4㎧, 습도 60% 4 준비물 : 누전차단기, 전선 2SQ 연선, PE합판, 전선릴, 적외선 온도계, 콘센트,플러그, 씨즈히터, 할로겐 램프, 타이머, 디지털카메라, 디지털캠코더 등

재현실험 방법 콘센트 칼받이 접촉불량 실험 콘센트 커버 제거(금속결합구의 변형 등 관찰) 콘센트 칼받이를 넓혀 접촉불량 유도 실험 1 콘센트 칼받이 접촉불량 실험 콘센트 커버 제거(금속결합구의 변형 등 관찰) 콘센트 칼받이를 넓혀 접촉불량 유도 부하측에 할로겐램프(500w), 씨즈히터(3kw) 연결

재현실험 방법 콘센트 접속단자 접촉불량 실험 콘센트 내부 인입배선 1/10만 체결하고 고정나사를 헐겁게 하여 불완전 접촉 유도 실험 2 콘센트 접속단자 접촉불량 실험 콘센트 내부 인입배선 1/10만 체결하고 고정나사를 헐겁게 하여 불완전 접촉 유도 부하측에 실험 1과 같이 할로겐램프, 씨즈히터 연결

실험1 결과 1차실험 플러그+ 콘센트 칼받이 밀착으로 정상회로 형성 발열현상 없음 2차실험 수차례 불완전 접촉 칼받이 밀착으로 정상회로 형성 발열현상 없음 2차실험 수차례 불완전 접촉 유도하여 아산화동이 증식, 발열현상 관찰

플러그 및 콘센트의 흑연화 아산화동 증식 콘센트 칼받이 플러그 머리 부분

실험2 결과 1차실험 온도 및 내부 변화 없음 2차실험 5분이후 온도 상승 시작

최고온도 149.6℃ 이상 상승하지 않음

재현실험 한계 1 2 3 배선용 차단기외 안전장치 미비 지속적인 불완전 접촉을 유도할 실험장치미흡 데이터 분석을 위한 실험실과 전문지식 부족

Ⅲ . 결 론 ○ 재현실험을 통해 ☞접촉면의 감소, 부식 등으로 불완전접촉시(저항증가, 스파크) 발열 ☞주변에 착화물 존재시 발화가능성 확인 ○ 대 책 ☞ 배선기구접속은 슬리브접속, 납땜 저항을 적게 ☞ 개폐기, 콘센트 전선접속은 나사로 단단히 고정 ☞ 정기적인 안전점검 ☞ 전기화재 위험성 홍보

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