전기화재의 원인

전기화재의 원인(펌) 출처:http://blog.naver.com/ka8938/20021853717 전기 화재란 전기에 의한 발열체가 발화원(점화원)으로 된 화재를 총칭하며, 발화원별 화재 발생 비율을 보면 이동 가능한 전열기 35[%], 전등, 전화 등의 배선 27[%], 전기기기 14[%], 전기 장치 9%], 배선 기구5[%], 고정된 전열기 5[%] 정도의 비율로 발생되므로 이동 가능한 전열기를 취급할 때는 각별히 주의를 해야한다. 또한 발화 현상을 그 발생별로 보면 스파크 24[%], 누전 15[%], 접촉부의 과열 12[%], 절연 열화에 의한 발열 11[%], 과전류 8[%] 정도의 비율로 원인이 되고 있으며, 또 이러한 현상을 분류해 보면 다음과 같다. (1) 과전류에 의한 발화 전선에 전류가 흐르면 I2R에 비례하는 열이 발생하며 이것이 전선에서의 방열보다 커지면, 즉 과부하가 걸리거나 규격미달의 전선 굵기면, 과전류로서 절연재(insulating material)의 최고 허용 온도를 초과하여 직접 또는 피복이 탈락, 발연, 발화하므로 주위 착화물의 발화원이 될 수가 있다. (2) 단락에 의한 발화 전선이나 전기 기계에 있어서 절연체가 전기 또는 기계적 원인으로 노화 또는 파괴되어 합선에 의해 발화하는 것을 말한다. 단락된 순간의 단락 전류는 배선의 조건에 따라 다르나 대개 1,000～1,500[A] 정도이고 이로 인한 스파크로 기기가 파괴되거나 또는 주위의 인화성 가스 혹은 물질에 착화된다. 전동기, 변압기 등의 권선간 단락현상이 그 일례이다. (3) 지락에 의한 발화 지락은 전류가 대지를 통하는 점이 단락과 다른다. 이는 전류가 대지를 통하기 때문에 접지 저항값이 문제가 된다. 그런데, 이 접지 저항값은 전선에 비하여 대단히 크므로 단락에서와 같은 큰 전류는 흐르지 못한다. 그리고 고압의 경우는 대지와의 사이에 금속체가 없어도 목재와 같은 불완전한 절연물을 통하여 목재가 발화도는 경우가 있다. 구체적으로 창고 내에서 화물용 리프트와 동력 배선이 리프트 철주에 접촉하여 그 때의 스파크로 쓰레기통 등에 점화하여 화재가 발생하는 수도 있고 전주상의 고압 애자가 파손하여 전주 목부에 전류가 흘러 전주가 발화하는 경우도 있다. (4) 누전에 의한 발화 전선 또는 전기 기기의 절연, 파괴(열화, 노화, 기계적 손상 등) 등으로 전류가 누설되는 현상을 누전이라 하며, 누전 전류가 밀폐된 누전 경로를 장시간 흐르게 되면 이로 인한 발열이 주위 인화물에 대한 착화원이 될 수 있다. 이 경우 일단 누전 경로가 형성되면 절연의 국부적 파괴가 누전되므로 누전 전류가 점차적으로 증진된다. 발화까지 이를 수 있는 누전 전류의 최소값은 300～500[mA]이다. (5) 접속 불량의 과열에 의한 발화 전선과 전선 또는 전선과 단자 등의 접속 상태가 불완전하면 접촉 저항이 커서 이부분에서 발열하게 되는데, 이는 그 부분에 산화, 열팽창 및 수축 등의 현상으로 접속면을 점차로 거칠게 하면 발열이 저증하고 마침내 발화원이 된다. (6) 열의 축적에 의한 발화 전등, 전열기 등을 가연물 주위에서 아용하거나 열의 발산이 잘 안되는 상태에서 사용하면 열의 축적이 일어나 가연물을 발화시킨다. 예를 들면 전구를 담요로 씌워 놓으면 전구의 복사열에 의하여 담요에 착화하는 경우, 전기 담요의 스위치를 끊어두지 않았기 때문에 담요 속의 전기 저항체 온도가 상승하여 착화하는 경우 등을 들 수 있다. (7) 절연의 손상 또는 탄화에 의한 발화 옥내 및 가구 배선의 절연체는 그 대부분이 무기질로 되어 있는데, 일반적으로 무기질은 장구한 시일이 경과하면 그 절연성이 노화하여 누전 회로를 구성한다. 그 외에도 스파크 또는 고온화에서는 탄화 현상이 일어나도 전도성을 띠게 된다. 이러한 상태에서 전압이 인가되면 V2R =B/V 에 비례하는 열이 발생하게 되므로 탄화가 점증되어 고온에 이르면 절연파괴가 일어나 단락, 스파크 접속부 과열 현상 등을 병발하여 발화원을 형성한다. 이 현상이 발생한 후 탄화물이 잔존되어 있을 경우에는 그 탄화물은 저항값이(RESISTANCE VALUE)수 [Q]로부터 수백[Q]정도의 전도성을 띠게 된다. 이 경우 습기가 첨가되면 발열 현상이 더욱 촉진된다. (8) 스파크(SPARK) 방전에 의한 발화 전기 회로가 스위치 등으로 단속 또느 단락될 경우 스파크가 발생하는데, 특히 전동기 등이 연결된 유도성 회로를 끊을 때 심하다. 스파크가 발생하면 공기 중에 오존(O2)이 생성되어 도전성을 띠게 되므로 대전류에 아크로 번지든가 유기 절연체를 손상시킨다. 이 경우 스파크 가까이 가연성 가스, 증기 또는 고체가 있으면 직접 인화 또는 폭발을 유발하게 된다. 예를 들면 제면 공장의 면설, 가솔린 증기, 프로판가스 등이 공기와 적당히 배합된 상태에서 스위치를 끊었을 때 발생하는 스파크로 인화된 경우 등을 들을 수 있다. (9) 정전기에 의한 발화 정전기는 이물질의 마찰 혹은 정전유도에 의하여 발생하는 것으로서 발생 전계는 각 물질의 유전율, 면적, 습도, 온도 등에 좌우되는데 그 대소 및 극성은 대전율의 순위에 따라 다르다. 모피, 유리, 운모, 명주, 면포, 목재, 수지, 금속 , 유황 셀롤로이드 등의 자질에 의하여 대전량이 결정된다. 정전기에 의하여 화재로 진전되는 것은 정전기 스파크에 의하여 가연성의 가스 및 증기에 인화될 때이다. - 가연성의 가스 및 증기가 폭발 한계 내에 있을 때 - 정전기 스파크의 에너지가 가연성 가스 및 증기의 최소 점화 에너지 이상일 때 - 방전하기에 충분한 전위차가 있을 때 정전기 스파크에 의한 점화의 흔적은 남지 않는다. 그러므로 이의 발생 여부는 위의 3조건으로부터 추정할 수 밖에 없다. 정전기에 의해 대전된 물체에 접촉하면 전격을 받는 경우가 있으나 감전의 지속성이 없음으로 전격 사상은 일어나지 않는다. 그러나, 쇼크에 의한 추락 등의 사고가 일어날 수 있다. ① 정전기가 발생하기 쉬운 작업 정전기는 주로 마찰, 접합물의 분리시 도는 자연 대전 등으로 일어난다. 즉, 다음과 같은 작업시에 주로 일어난다. - 휘발류, 증기, 소맥분 등의 기체, 액체 또는 분체 등을 유송하는 작업 - 기체, 액체, 분체 등을 분출하는 작업 - 액상 물체를 도포하는 작업 - 고체의 분쇄, 분체의 혼합 - 액체의 여과, 혼압, 교반 작업 - 타선기의 작업 ② 정전기 안전사고의 예방대책 ♣ 정전기의 발생방지 정전기의 발생 원인인 마찰을 가급적 적게하는 방법을 연구해야 하며 액체와 분체의 파이프 유송시 파이프의 구부러진 파이프의 내부에 거치른 부분이 없도록 해야 한다. 물질 중에는 상호 대전하기 쉬운 것과 대전이 잘 안되는 것이 있다. 예를 들면 소맥분은 베크라이트 판상을 흘러 내릴 때는 목판상을 흘러 내릴 때보다 더 잔량이 많아진다. 즉, 상호 대전하기 어려운 물질들을 선택하여 설비하는 것이 효과적이다. ♣ 대전량의 축적방지 정전기가 발생해서 즉각적으로 이를 방전하여 전하의 축적을 방지하면 위험성은 없다. 이를 위해 다음과 같은 조치를 취하면 된다. ㉠ 대전하기 쉬운 금속 부분에 접지를 해야한다. ㉡ 절연도가 높은 플라스틱 등은 전하의 방전을 쉽게 함으로 제전제로서 표면에 혼합 제조하여 사용하는 것이 효과적이다. ㉢ 작업장 내의 온도를 높여 방전을 촉진시킨다. ㉣ 공기를 이온화하여 (+)대전은 (-)전하를 주어 중화시킨다. 여기에는 코로나 방전법(corona discharge)과 라디오 아이소톱(radio isotope)방법의 두가지 중화 방법이 있다. (10) 낙뢰에 의한 발화 낙뢰는 정전기를 대전한 구름과 대진간의 방전 현상인데, 낙뢰가 발생하면 전기 회로에 이상 전압이 일어나 절연물을 파괴시킬 뿐만 아니라, 이때 흐르는 대전류가 화재의 원인이 된다.