본 연구에서는 과부하에 따른 차량용 블레이드 퓨즈의 용단 특성을 해석하여 사고원인 판정의 근거를 확보하는데 있다. 실험의 신뢰성을 높이기 위해 실제 자동차와 유사한 조건의 전기시스템을 부하로 연결 하여 수행하였다. 외부 화염에 의한 퓨즈의 탄화 패턴 실험은 한국산업규격(KS)을 적용하였다. 과전류에 의해 용단된 퓨즈는 단면이 매끄러운 형태를 나타냈지만 외부화염에 의해 소손된 퓨즈의 시험단자, 용기 등이 심하게 변형되었다. 정격 용량이 15A인 전선에 과용량(20A) 퓨즈를 설치하고, 부하 용량은 정격전 류의 185%(27.8A)를 공급하였을 때 퓨즈의 용단 시간은 약 217초이다. 또한, 부하전류 28.8[A](139%)가 흘렀을 때 퓨즈의 시험 단자, 터미널 블레이드의 소손은 없으나 용기의 일부에서 기포 현상이 있다. 정격 용량 15A 전선에 과용량(30A) 퓨즈를 설치하고 부하용량 28.2[A](141%)가 흘렀을 때 퓨즈의 용단 시간 은 약 10초이다. 부하전류가 35.8[A](119%) 흘렀을 때 퓨즈의 시험 단자, 터미널 블레이드의 소손은 없 으나 용기의 일부가 부풀어 올랐다. 그런데 이와 같은 상태로 약 6분이 경과되면 스위치 단자가 용융되는 것을 알 수 있다. 정격용량 15A 전선에 과용량(30A) 퓨즈를 설치하고 부하용량 39.4[A](131%)가 흘렀을 때 퓨즈는 약 69초에 용단되었고, 시험 단자 및 터미널 블레이드의 소손은 없었다.
본 연구에서는 과부하에 따른 차량용 블레이드 퓨즈의 용단 특성을 해석하여 사고원인 판정의 근거를 확보하는데 있다. 실험의 신뢰성을 높이기 위해 실제 자동차와 유사한 조건의 전기시스템을 부하로 연결 하여 수행하였다. 외부 화염에 의한 퓨즈의 탄화 패턴 실험은 한국산업규격(KS)을 적용하였다. 과전류에 의해 용단된 퓨즈는 단면이 매끄러운 형태를 나타냈지만 외부화염에 의해 소손된 퓨즈의 시험단자, 용기 등이 심하게 변형되었다. 정격 용량이 15A인 전선에 과용량(20A) 퓨즈를 설치하고, 부하 용량은 정격전 류의 185%(27.8A)를 공급하였을 때 퓨즈의 용단 시간은 약 217초이다. 또한, 부하전류 28.8[A](139%)가 흘렀을 때 퓨즈의 시험 단자, 터미널 블레이드의 소손은 없으나 용기의 일부에서 기포 현상이 있다. 정격 용량 15A 전선에 과용량(30A) 퓨즈를 설치하고 부하용량 28.2[A](141%)가 흘렀을 때 퓨즈의 용단 시간 은 약 10초이다. 부하전류가 35.8[A](119%) 흘렀을 때 퓨즈의 시험 단자, 터미널 블레이드의 소손은 없 으나 용기의 일부가 부풀어 올랐다. 그런데 이와 같은 상태로 약 6분이 경과되면 스위치 단자가 용융되는 것을 알 수 있다. 정격용량 15A 전선에 과용량(30A) 퓨즈를 설치하고 부하용량 39.4[A](131%)가 흘렀을 때 퓨즈는 약 69초에 용단되었고, 시험 단자 및 터미널 블레이드의 소손은 없었다.
The purpose of this study is to secure the basis for judgment on the cause of an accident by analyzing the melting characteristics of a blade type fuse used for vehicles due to overload. In order to increase the reliability of the test, it was conducted by connecting the electrical system with condi...
The purpose of this study is to secure the basis for judgment on the cause of an accident by analyzing the melting characteristics of a blade type fuse used for vehicles due to overload. In order to increase the reliability of the test, it was conducted by connecting the electrical system with conditions similar to those of an actual vehicle to apply the load. Carbonization pattern experiment of fuse by outside flame applied Korean Standard (KS). The fuse melted by the overcurrent showed a smooth cross-section while the test terminals, clear plastic body, etc., burnt out by the external flame was badly deformed. When 185% of the rated current (27.8A) was applied to a cable of 15A rated current onto which an over-capacity fuse (20A) was installed, the fuse melting time was 217 seconds. In addition, when a load current of 28.8[A] (139%) was applied, the fuse's test terminal and terminal blade were not burnt out although foam was observed on some parts of the plastic body. When a load capacity of 28.2[A] (141%) was applied to a cable of 15A rated current onto which an over-capacity fuse (30A) was installed, the fuse melting time was approximately 10 seconds. When a load current of 35.8[A] (119%) was applied, the fuse's test terminal and terminal blade were not burnt out, although some parts of the plastic body was swelled. However, it was observed that the switch terminal melted if approximately six minutes lapsed under such conditions. When a load capacity of 39.4[A] (131%) was applied to a cable of 15A rated current onto which an over-capacity fuse (30A) was installed, the fuse melted in approximately 69 seconds, and the test terminal and terminal blade were not burnt.
The purpose of this study is to secure the basis for judgment on the cause of an accident by analyzing the melting characteristics of a blade type fuse used for vehicles due to overload. In order to increase the reliability of the test, it was conducted by connecting the electrical system with conditions similar to those of an actual vehicle to apply the load. Carbonization pattern experiment of fuse by outside flame applied Korean Standard (KS). The fuse melted by the overcurrent showed a smooth cross-section while the test terminals, clear plastic body, etc., burnt out by the external flame was badly deformed. When 185% of the rated current (27.8A) was applied to a cable of 15A rated current onto which an over-capacity fuse (20A) was installed, the fuse melting time was 217 seconds. In addition, when a load current of 28.8[A] (139%) was applied, the fuse's test terminal and terminal blade were not burnt out although foam was observed on some parts of the plastic body. When a load capacity of 28.2[A] (141%) was applied to a cable of 15A rated current onto which an over-capacity fuse (30A) was installed, the fuse melting time was approximately 10 seconds. When a load current of 35.8[A] (119%) was applied, the fuse's test terminal and terminal blade were not burnt out, although some parts of the plastic body was swelled. However, it was observed that the switch terminal melted if approximately six minutes lapsed under such conditions. When a load capacity of 39.4[A] (131%) was applied to a cable of 15A rated current onto which an over-capacity fuse (30A) was installed, the fuse melted in approximately 69 seconds, and the test terminal and terminal blade were not burnt.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 실제 자동차와 유사한 환경의 회로를 구성하여 차량용 블레이드 퓨즈(blade fuse)에 정격용량보다 많은 과전류가 인가되었을 때 소손되는 퓨즈의 용단패턴 해석을 통해서 사고원인 규명을 위한 기초자료를 확보하는데 있다.
제안 방법
본 연구에서는 실제 자동차와 유사한 환경의 회로를 구성하여 차량용 블레이드 퓨즈(blade fuse)에 정격용량보다 많은 과전류가 인가되었을 때 소손되는 퓨즈의 용단패턴 해석을 통해서 다음과 같은 결과를 얻었다.
부하(load) 전류는 차량 등화용 벌브(bulb) 수를 가감시켜 제어하였다. 정격 용량(15A) 퓨즈를 사용하여 전류량을 높여 가며 용단 패턴을 분석하였고, 과용량 퓨즈 20A 및 30A를 설치하고 과부하 전류가 흘러 퓨즈가 용단될 때의 패턴을 해석하였다. 실험 과정에 소비되는 부하(과전류)는 실제 차량에 설치되는 것과 동일한 시가라이터(8.
대상 데이터
전원은 실제 자동차에 이용되는 차량용 배터리(12V)를 사용하였다. 실험에 사용된 차량은 국내에 시판되고 있는 승용차(HYUNDAI MOTOR, NFSONATA, N20 Delux)이며, 엔진룸 정션박스(engine room junction box) 의 퓨즈 용량은 실내 정션박스(indoor junction box)에 비해 상대적으로 많은 전류가 흐르기 때문에 전류계는 실내 퓨즈 박스 전단에 설치하였다. 부하(load) 전류는 차량 등화용 벌브(bulb) 수를 가감시켜 제어하였다.
이론/모형
6A) 등을 이용했다. Figure 3은 외부 화염에 의해 소손되는 퓨즈의 특성 해석을 위해 적용된 실험 조건으로 한국산업규격(KS)의 난연성 시험 방법을 적용한 것이다.
성능/효과
(1) 과전류에 의해 용단된 퓨즈는 용단 단면이 매끄럽고 전류의 유입 및 인출 부위에 소손된 흔적이 없으나 외부화염에 의해 소손될 때는 소손이 정격 및 손잡이에서 하부의 터미널 블레이드 방향으로 진행되었다.
(2) 정격 용량이 15A인 배선에 과용량(20A) 퓨즈를 사용하여 부하용량을 정격전류의 185%(27.8A) 인가했을 때 용단시간은 217초였으며, 터미널 블레이드 사이가 탄화되는 패턴을 나타낸다. 또한, 용기는 기포가 생성되며 부풀어 오르는 현상을 확인할 수 있다.
(3) 정격용량 15A 배선에 과용량(20A) 퓨즈를 연결하고 부하전류 28.8[A](139%) 일 때는 용기의 일부에서 기포현상이 발생하였고, 과용량(30A) 퓨즈를 연결하고 부하용량 28.2[A](141%)가 흘렀을 때는 약 10초만에 퓨즈가 용단되었다.
(4) 정격용량 15A 배선에 과용량(30A) 퓨즈를 연결하고 부하전류 35.8[A](119%)가 흘러 약 6분이 경과되면 스위치 단자가 용융되었으며, 부하용량 39.4[A](131%)가 흘렀을 때 퓨즈는 약 69초에 용단되었고, 시험 단자 및 터미널 블레이드의 소손은 없으나 용기의 일부가 부풀어 오르고 변형이 발생하였다.
8A) 인가했을 때 용단시간은 217초였으며, 터미널 블레이드 사이가 탄화되는 패턴을 나타낸다. 또한, 용기는 기포가 생성되며 부풀어 오르는 현상을 확인할 수 있다.
후속연구
시험 단자, 터미널 블레이드 및 퓨즈의 소손은 없으나 용기의 일부에서 기포현상이 발생하였다. 차량의 배선 용량과 퓨즈의 용량이 일치하지 않을 때의 패턴이 확인됨으로써 향후 원인 규명의 기본 자료로 활용이 가능하다.
참고문헌 (10)
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최충석 외 5, "전기화재공학", 도서출판 동화기술, pp.189-198, 202(2004).
최충석 외 2, "과전류에 의해 용단된 소선의 특성 해석에 관한 연구", 한국산업안전학회논문지, Vol.19, No.1, pp.60-65(2004).
최충석 외 2, "VCTFK의 반복피로에 의한 소손 패턴의 특성 해석", 한국안전학회논문지, Vol.19, No.4, pp.42-47(2004).
김동우 외 4, "MCCB 및 단자대 접속부의 접촉불량에 의한 소손특성 및 과열 감지 기법에 관한 연구", 한국화재소방학회논문지, Vol.22, No.4, pp.54-60 (2008).
김향곤 외 4, "백열전구의 소손 패턴 분석을 통한 화재조사 연구", 한국화재소방학회논문지, Vol.22, No.5, pp.22-28, (2008).
KS R ISO 8820-1, "도로차량 -퓨즈링크-제1부: 정의 및 이란 시험 요구 사항"(2003).
KS R ISO 8820-2, "도로차량 -블레이형 퓨즈 링크-제2부: 치수"(2003).
W. Wrasidlo, "Transitions and Relaxations in Aromatic Polymers", J. Polymer Sci., Vol.A-2, No.9, pp.1603-1627(1971).
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