[논문]저압 배선선로의 과부하 및 단락사고 발생시 전선의 열해석에 관한 연구

이상호; 오홍석

[국내논문] 저압 배선선로의 과부하 및 단락사고 발생시 전선의 열해석에 관한 연구
A Study on the Thermal Analysis for Electrical Wire in Overload and Short of Low Voltage Wiring 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.16 no.3, 2002년, pp.56 - 60

이상호 (삼척대학교 소방방재공학과) , 오홍석 (삼척대학교 소방방재공학과)

초록
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최근 전계-열계해석 소프트웨어의 발전에 힘입어 전계-열계 해석 이론을 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 전기화재의 정확한 원인분석과 조사가 체계적으로 연구되고 있으나, 매우 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국내 L사 제품(600V, VVF)의 전선을 모델로 하여 과부하 및 단락사고시 발생되는 전류 크기에 따른 전선의 열해석을 전계-열계 유한요소법(Flux2D)을 통하여 컴퓨터 시뮬레이션 하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, with the growth of software for electro-thermal analysis, it has been studied the precise analysis and investigation of cause for the electrical fire using computer simulation on the basis of theory for electro-thermal analysis. But it is very lacking for the precise analysis and investigation of cause for the electrical fire. In this paper, we have simulated the thermal analysis for electrical wire according to the value of current in a overload and a short with the electrical wire of the L's company product(600 V VVF) using the electro-thermal finite element method(Flux2D).

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

9 여기에 대응하기위해, 최근 전계-열계해석 소프트웨어의 발전에 힘입어전계-열계 해석 이론을 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션에의한 체계적인 연구가 진행되고 있으나, 매우 미흡한실정이다.6, 7) 따라서 본 논문에서는 상기의 상황에 기초해서 국내 L사 제품(600 V WF)의 전선을 모델로하여 과부하 및 단락사고시 발생되는 전류 크기에 따른 전선의 열해석을 전계-열계 유한요소법(Flux2D)을통하여 컴퓨터 시뮬레이션 하고자 한다.

제안 방법

본 논문에서는 국내 L사 제품(600 V WF)의 전선을 모델로 하여 과부하 및 단락사고시 발생되는 전류크기에 따른 전선의 열해석을 전계-열계 유한요소법 (Flux2D)을 통하여 컴퓨터 시뮬레이션한 결과, 다음과같은 결론을 얻었다.

성능/효과

1. 저압 배선선로의 과부하시, 전선에 흐르는 전류가 22 A(정격전류의 220%) ~28 A(정격전류의 280%) 사이에서는 온도가 약 60℃ 부근임으로 인해 전류가 장시간 계속 흐르게 되면 전선피복재가 서서히 열화될 것으로 기대된다. 또한 전선에 흐르는 전류가 약 34 A (정격전류의 340%) 부근에서 온도가 약 100℃ 이상이 됨으로써 전선피복재가 열화 및 용융될 것으로 사료되며, 최종적으로 전기배선선로가 단락을 일으켜 전기화재가 발생할 것으로 판단된다.
2. 저압 배선선로 단락사고시, 전선에 흐르는 전류가약 110 A(정격전류의 1, 100%) 부근에서 온도가 약 i, i(xrc가 된다. 따라서 도체의 발생온도가 융점온도 (약 1080℃) 이상이 됨으로 인해 도체는 용융될 것으로 기대되며, 이때 발생하는 줄열에 의하여 전선피복재에 착화되어 전기화재가 발생할 것으로 판단된다.

후속연구

따라서 도체의 발생온도가 융점온도 (약 1080℃) 이상이 됨으로 인해 도체는 용융될 것으로 기대되며, 이때 발생하는 줄열에 의하여 전선피복재에 착화되어 전기화재가 발생할 것으로 판단된다. 상기의 연구자료는 전기화재의 정확한 원인분석과조사에 매우 유용한 자료가 될 것으로 사료되며, 향후실험을 통하여 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 비교 . 분석하는 것이 필요하다고 사료된다.

참고문헌 (7)

행정자치부 소방국, 2000 화재 통계 연보 (2001)
최충석 외 5인, '전기화재공학' 동화기술, pp165-211(2000)
李聖一, 成樂晋, '電氣災害防止工學', 연학사, pp.269-274(2000)
박용환, 양승용, '단면결함 전선에서의 화재 발생 메카니즘 연구', 한국화재소방학회 추계학술대회 논문집, pp61-67(2001)
이의평, etc., '電氣溶融痕에 의한 火災原因鍵定法에관한 연구', 한국화재소방 학회 추계학술대회 논문집, pp100-108(2001)
Bok-ki Kim, Kuo-Ta Hsieh, Francis X, Bostick, 'A Three-Dimensional Finite Element Model for Thermal Effect of Imperfect Electric Contacts', IEEE Trans. on MAG., Vol. 35, No.1, pp170-174(1999)

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H. Huh and W. J. Kang, 'Electrothermal Analysis of Electric Resistance Spot Welding Processes by a 3-D Finite Element Method', Journal of Materials Processing Technology 63, pp672-677(1997)

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