현대사회의 핵심 에너지원으로 사용되고 있는 전기는 기기의 다양화와 고급화에 따라 매년 사용량이 증가하고 있으며 생활의 윤택함과 편리함을 안겨주고 있다. 하지만 증가된 사용량만큼 전기기기 사용에 있어서 각별한 주의가 필요하지만, 그 위험성을 간과하고 사용하기 때문에, 매년 전기화재로 인한 화재사례는 줄어들지 않고 있는 추세이다. 국민안전처 국가화재정보센터의 E-화재통계자료에 의하면 2007년에서 2014년까지 지난 8년간 발생된 화재건수는 총 356,856건으로, 이 중에 전기화재는 약 23.6%인 84,196건으로 높은 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 현재 전기화재에 대한 화재원인조사의 기술향상 및 다양한 연구 등에 의해 전기화재에 대한 원인분석이 어느 정도 체계가 잡혀 있지만, 미확인단락 및 기타에 의한 화재 비중이 전체 37.7%를 차지하고 있는 것은 다양한 원인에 기인하는 전기화재의 경우 아직도 연구되어야 할 부분이 많다는 것을 보여주는 일례이다. 특히, 기존의 전기화재에 대한 대부분의 연구들은 단일 원인만을 대상으로 이루어져 복합적인 원인에 기인할 수 있는 전기화재에 대한 연구가 미비하기 때문에 전기화재의 정확한 원인분석을 위해서는 향후 복합적인 원인에 의한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다. 이로 인해 본 연구에서는 단일 및 복합적인 원인에 의해 전기화재위험성이 나타날 수 있는 단자대를 중심으로 연구를 진행하였다. 기존 단자대 연구 대부분은 단일원인인 접촉불량에 대한 연구가 주를 이루고 있었으며, 특히 김시국 외(2), 송길목 외(3), 이형준(4) 등이 접속부의 조임토크 상태를 변화시켜 각 단계별 온도특성을 연구하였지만, 접촉저항에 따른 접촉불량위험성에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 즉, 접속부의 형태 및 접속면적 등에 따라 조임토크의 크기가 정확하지 않을 수 있기 때문에 실험의 신뢰성을 높이기 위해서는 접촉저항의 측정이 병행 연구되어져야 할 것으로 생각된다. 또한, ...
현대사회의 핵심 에너지원으로 사용되고 있는 전기는 기기의 다양화와 고급화에 따라 매년 사용량이 증가하고 있으며 생활의 윤택함과 편리함을 안겨주고 있다. 하지만 증가된 사용량만큼 전기기기 사용에 있어서 각별한 주의가 필요하지만, 그 위험성을 간과하고 사용하기 때문에, 매년 전기화재로 인한 화재사례는 줄어들지 않고 있는 추세이다. 국민안전처 국가화재정보센터의 E-화재통계자료에 의하면 2007년에서 2014년까지 지난 8년간 발생된 화재건수는 총 356,856건으로, 이 중에 전기화재는 약 23.6%인 84,196건으로 높은 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 현재 전기화재에 대한 화재원인조사의 기술향상 및 다양한 연구 등에 의해 전기화재에 대한 원인분석이 어느 정도 체계가 잡혀 있지만, 미확인단락 및 기타에 의한 화재 비중이 전체 37.7%를 차지하고 있는 것은 다양한 원인에 기인하는 전기화재의 경우 아직도 연구되어야 할 부분이 많다는 것을 보여주는 일례이다. 특히, 기존의 전기화재에 대한 대부분의 연구들은 단일 원인만을 대상으로 이루어져 복합적인 원인에 기인할 수 있는 전기화재에 대한 연구가 미비하기 때문에 전기화재의 정확한 원인분석을 위해서는 향후 복합적인 원인에 의한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다. 이로 인해 본 연구에서는 단일 및 복합적인 원인에 의해 전기화재위험성이 나타날 수 있는 단자대를 중심으로 연구를 진행하였다. 기존 단자대 연구 대부분은 단일원인인 접촉불량에 대한 연구가 주를 이루고 있었으며, 특히 김시국 외(2), 송길목 외(3), 이형준(4) 등이 접속부의 조임토크 상태를 변화시켜 각 단계별 온도특성을 연구하였지만, 접촉저항에 따른 접촉불량위험성에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 즉, 접속부의 형태 및 접속면적 등에 따라 조임토크의 크기가 정확하지 않을 수 있기 때문에 실험의 신뢰성을 높이기 위해서는 접촉저항의 측정이 병행 연구되어져야 할 것으로 생각된다. 또한, 트래킹에 대한 연구는 옥경재 외(5), 최기옥(6), 박남규(7) 등에 의해 절연재료 및 차단기에서의 트래킹 연구가 이루어졌지만, 접촉불량에 따른 트래킹위험성에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 단자대에서 단일원인 및 복합원인에 의한 화재위험성을 규명하기 위해 우선적으로 단일원인 접촉불량에 따른 화재위험성을 측정하기 위해 토크변화 및 접촉저항 변화에 따른 열적특성을 분석하였다. 또한, 복합적인 원인에 따른 화재위험성을 측정하기 위해 접촉저항변화에 따른 가속트래킹 실험을 실시하여 접촉불량과 트래킹의 화재연관성을 확인하였다. 본 실험인 단자대 접속부의 접촉불량에 따른 열적특성 실험과 접촉불량 및 가속트래킹에 의한 화재위험성 실험을 통해 다음과 같은 실험결과를 도출 하였다. 1. 단자대의 접촉불량에 따른 열적특성 실험 첫 번째로 단자대 3 P 30 A 정상토크를 기준(100%)으로 토크(torque)를 변화시켜서 측정한 결과, 토크 0%를 제외하고 초기온도대비 전반적으로 낮게 측정되어 전류 및 토크의 변화에 따른 뚜렷한 열적특성을 관찰할 수 없었다. 하지만 이상상태의 지속시간이 길어질 경우, 온도상승은 이보다 높을 것으로 판단이 되며 단자대와 접속하는 접촉면적 및 접속형태에 따라 일정토크를 인가하더라도 열적특성에 많은 변수가 생기는 것으로 생각된다. 두 번째로 접촉저항 변화에 따른 열적특성 실험에서는 단자대 3 P 30 A의 정상토크의 접촉저항을 기준(1 mΩ)으로 접촉저항을 변화시켜서 측정한 결과, 정상범위에서 벗어날수록 부하전류 증가에 따른 온도상승의 열적특성이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 온도상승의 범위가 초기 20 ℃기준으로 최소 38.6℃에서 350 ℃이상까지 측정되면서 단자대 접촉불량에 따른 온도상승이 높게 나타났다. 본 실험결과에서 토크변화에 따른 열적특성 그래프보다 신뢰성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 기존의 토크변화만으로 열적특성을 파악하는 것보다 접촉저항을 병행 측정하여 연구하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 2. 단자대의 접촉불량 및 가속트래킹에 따른 화재위험성 실험 3 P 30 A의 단자대 두 극 사이 접촉불량에 따른 트래킹발생 실험결과 접촉저항 증가에 따라 방전개시 및 트래킹 발생시간이 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 각 접촉저항별로 1 mΩ과 10 mΩ 그리고 10 mΩ과 20 mΩ사이에서는 약 2배 이상 시간이 짧고 20 mΩ과 30 mΩ사이에서는 약 5배 이상시간이 짧게 나타났다. 본 실험에서 접촉저항의 증가에 따라 트래킹현상은 초기 불꽃방전에서 화재형태로 바뀌었으며 다시 폭발형태로 패턴(Pattern)이 변화되면서 절연재의 일부가 비산하였으며 이를 통하여 화재위험성의 변화상황을 확인 할 수 있었다. 실험 결과를 종합해 본 결과, 단자대 접촉불량과 트래킹은 상호 연관성을 가지고 있으며, 복합적인 원인이 서로 작용될 경우 기존의 단일 원인의 전기화재위험성보다 상대적인 위험성이 더욱 높게 나타나는 것으로 판단된다. 따라서 단자대 화재위험성을 신뢰성 있게 연구하기 위해서는 기존 토크변화만으로
현대사회의 핵심 에너지원으로 사용되고 있는 전기는 기기의 다양화와 고급화에 따라 매년 사용량이 증가하고 있으며 생활의 윤택함과 편리함을 안겨주고 있다. 하지만 증가된 사용량만큼 전기기기 사용에 있어서 각별한 주의가 필요하지만, 그 위험성을 간과하고 사용하기 때문에, 매년 전기화재로 인한 화재사례는 줄어들지 않고 있는 추세이다. 국민안전처 국가화재정보센터의 E-화재통계자료에 의하면 2007년에서 2014년까지 지난 8년간 발생된 화재건수는 총 356,856건으로, 이 중에 전기화재는 약 23.6%인 84,196건으로 높은 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 현재 전기화재에 대한 화재원인조사의 기술향상 및 다양한 연구 등에 의해 전기화재에 대한 원인분석이 어느 정도 체계가 잡혀 있지만, 미확인단락 및 기타에 의한 화재 비중이 전체 37.7%를 차지하고 있는 것은 다양한 원인에 기인하는 전기화재의 경우 아직도 연구되어야 할 부분이 많다는 것을 보여주는 일례이다. 특히, 기존의 전기화재에 대한 대부분의 연구들은 단일 원인만을 대상으로 이루어져 복합적인 원인에 기인할 수 있는 전기화재에 대한 연구가 미비하기 때문에 전기화재의 정확한 원인분석을 위해서는 향후 복합적인 원인에 의한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다. 이로 인해 본 연구에서는 단일 및 복합적인 원인에 의해 전기화재위험성이 나타날 수 있는 단자대를 중심으로 연구를 진행하였다. 기존 단자대 연구 대부분은 단일원인인 접촉불량에 대한 연구가 주를 이루고 있었으며, 특히 김시국 외(2), 송길목 외(3), 이형준(4) 등이 접속부의 조임토크 상태를 변화시켜 각 단계별 온도특성을 연구하였지만, 접촉저항에 따른 접촉불량위험성에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 즉, 접속부의 형태 및 접속면적 등에 따라 조임토크의 크기가 정확하지 않을 수 있기 때문에 실험의 신뢰성을 높이기 위해서는 접촉저항의 측정이 병행 연구되어져야 할 것으로 생각된다. 또한, 트래킹에 대한 연구는 옥경재 외(5), 최기옥(6), 박남규(7) 등에 의해 절연재료 및 차단기에서의 트래킹 연구가 이루어졌지만, 접촉불량에 따른 트래킹위험성에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 단자대에서 단일원인 및 복합원인에 의한 화재위험성을 규명하기 위해 우선적으로 단일원인 접촉불량에 따른 화재위험성을 측정하기 위해 토크변화 및 접촉저항 변화에 따른 열적특성을 분석하였다. 또한, 복합적인 원인에 따른 화재위험성을 측정하기 위해 접촉저항변화에 따른 가속트래킹 실험을 실시하여 접촉불량과 트래킹의 화재연관성을 확인하였다. 본 실험인 단자대 접속부의 접촉불량에 따른 열적특성 실험과 접촉불량 및 가속트래킹에 의한 화재위험성 실험을 통해 다음과 같은 실험결과를 도출 하였다. 1. 단자대의 접촉불량에 따른 열적특성 실험 첫 번째로 단자대 3 P 30 A 정상토크를 기준(100%)으로 토크(torque)를 변화시켜서 측정한 결과, 토크 0%를 제외하고 초기온도대비 전반적으로 낮게 측정되어 전류 및 토크의 변화에 따른 뚜렷한 열적특성을 관찰할 수 없었다. 하지만 이상상태의 지속시간이 길어질 경우, 온도상승은 이보다 높을 것으로 판단이 되며 단자대와 접속하는 접촉면적 및 접속형태에 따라 일정토크를 인가하더라도 열적특성에 많은 변수가 생기는 것으로 생각된다. 두 번째로 접촉저항 변화에 따른 열적특성 실험에서는 단자대 3 P 30 A의 정상토크의 접촉저항을 기준(1 mΩ)으로 접촉저항을 변화시켜서 측정한 결과, 정상범위에서 벗어날수록 부하전류 증가에 따른 온도상승의 열적특성이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 온도상승의 범위가 초기 20 ℃기준으로 최소 38.6℃에서 350 ℃이상까지 측정되면서 단자대 접촉불량에 따른 온도상승이 높게 나타났다. 본 실험결과에서 토크변화에 따른 열적특성 그래프보다 신뢰성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 기존의 토크변화만으로 열적특성을 파악하는 것보다 접촉저항을 병행 측정하여 연구하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 2. 단자대의 접촉불량 및 가속트래킹에 따른 화재위험성 실험 3 P 30 A의 단자대 두 극 사이 접촉불량에 따른 트래킹발생 실험결과 접촉저항 증가에 따라 방전개시 및 트래킹 발생시간이 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 각 접촉저항별로 1 mΩ과 10 mΩ 그리고 10 mΩ과 20 mΩ사이에서는 약 2배 이상 시간이 짧고 20 mΩ과 30 mΩ사이에서는 약 5배 이상시간이 짧게 나타났다. 본 실험에서 접촉저항의 증가에 따라 트래킹현상은 초기 불꽃방전에서 화재형태로 바뀌었으며 다시 폭발형태로 패턴(Pattern)이 변화되면서 절연재의 일부가 비산하였으며 이를 통하여 화재위험성의 변화상황을 확인 할 수 있었다. 실험 결과를 종합해 본 결과, 단자대 접촉불량과 트래킹은 상호 연관성을 가지고 있으며, 복합적인 원인이 서로 작용될 경우 기존의 단일 원인의 전기화재위험성보다 상대적인 위험성이 더욱 높게 나타나는 것으로 판단된다. 따라서 단자대 화재위험성을 신뢰성 있게 연구하기 위해서는 기존 토크변화만으로
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