화재발생 원인 중 가장 많은 부분을 차지하는 것 중 하나가 전기적 요인이며 이 전기적 요인 중 일정 비율 이상을 차지하는 것이 누전 지락사고이다. 이러한 누전 지락사고를 줄이기 위해 최근 국제규격인 IEC 60364-4-41을 반영한 저압전로의 지락보호에 관한 기술지침(KECG 1091-2011)이 개정되었으며 설비의 상시사용 운용 및 고장 결함 등을 회복시켜 신뢰성을 향상시키는 보전방식이 대두되고 있다. 따라서 본 논문에서는 최근 10년간의 화재발생현황을 파악하여 전기화재의 위험성을 분석한 후 일정비율 이상 차지하고 있는 누전 지락사고를 개선시키기 위한 방법으로 KECG 1091-2011의 개정사항을 검토한 다음 누전 지락보호검출의 신뢰성을 향상시키기 위한 예방보전 방식을 적용하여 시간계획보전 방식으로 정기점검제도와 내용연수제도에 대한 문제점을 나열한 후 그 해결방안을 제시하고 상태감시보전 방식으로 누설전류 통합감시 장치와 디지털 누전경보기를 제안하고자 한다.
화재발생 원인 중 가장 많은 부분을 차지하는 것 중 하나가 전기적 요인이며 이 전기적 요인 중 일정 비율 이상을 차지하는 것이 누전 지락사고이다. 이러한 누전 지락사고를 줄이기 위해 최근 국제규격인 IEC 60364-4-41을 반영한 저압전로의 지락보호에 관한 기술지침(KECG 1091-2011)이 개정되었으며 설비의 상시사용 운용 및 고장 결함 등을 회복시켜 신뢰성을 향상시키는 보전방식이 대두되고 있다. 따라서 본 논문에서는 최근 10년간의 화재발생현황을 파악하여 전기화재의 위험성을 분석한 후 일정비율 이상 차지하고 있는 누전 지락사고를 개선시키기 위한 방법으로 KECG 1091-2011의 개정사항을 검토한 다음 누전 지락보호검출의 신뢰성을 향상시키기 위한 예방보전 방식을 적용하여 시간계획보전 방식으로 정기점검제도와 내용연수제도에 대한 문제점을 나열한 후 그 해결방안을 제시하고 상태감시보전 방식으로 누설전류 통합감시 장치와 디지털 누전경보기를 제안하고자 한다.
One of a large proportion among the causes of fire is electrical factors, and of fire by electric factors, the accident which accounted for over certain percentage is electric leakage and ground fault. In order to reduce the electric leakage and ground fault, the technical guidelines on the protecti...
One of a large proportion among the causes of fire is electrical factors, and of fire by electric factors, the accident which accounted for over certain percentage is electric leakage and ground fault. In order to reduce the electric leakage and ground fault, the technical guidelines on the protection of ground fault in the low-voltage electrical line (KECG 1091-2011) was amended for reflecting recent international standard, IEC 60364-4-41, and new conservation methods, which improved the reliability by recovering the facility's all-time use operation and breakdown defect, was on the rise. Accordingly, in this paper, after grasping the fire's status for last 10 years and analyzing the risk of electrical fires, and as a way to improve the electric leakage and ground fault accident which accounted for more than certain percentage, the revision of KECG 1091-2011 will be reviewed. And then, after applying to the preventive conservation methods in order to enhance the protection reliability of electric leakage and ground fault detection, the problems at issue routine inspection scheme and durable years scheme in time-scheduled conservation method are listed, along with suggestion of the problem-solving scheme, and the leakage current integrated monitoring systems and digital electric leakage devices by status monitor conservation method will be proposed.
One of a large proportion among the causes of fire is electrical factors, and of fire by electric factors, the accident which accounted for over certain percentage is electric leakage and ground fault. In order to reduce the electric leakage and ground fault, the technical guidelines on the protection of ground fault in the low-voltage electrical line (KECG 1091-2011) was amended for reflecting recent international standard, IEC 60364-4-41, and new conservation methods, which improved the reliability by recovering the facility's all-time use operation and breakdown defect, was on the rise. Accordingly, in this paper, after grasping the fire's status for last 10 years and analyzing the risk of electrical fires, and as a way to improve the electric leakage and ground fault accident which accounted for more than certain percentage, the revision of KECG 1091-2011 will be reviewed. And then, after applying to the preventive conservation methods in order to enhance the protection reliability of electric leakage and ground fault detection, the problems at issue routine inspection scheme and durable years scheme in time-scheduled conservation method are listed, along with suggestion of the problem-solving scheme, and the leakage current integrated monitoring systems and digital electric leakage devices by status monitor conservation method will be proposed.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 최근 10년간의 화재발생현황을 파악하여 전기화재의 위험성을 분석한 후 일정비율 이상 차지하고 있는 누전·지락사고를 개선시키기 위한 방법으로 KECG 1091-2011의 개정사항을 검토한 다음 예방보전 방식을 적용하여 시간계획보전 방식으로 정기점검제도와 내용연수제도를 제시하고 상태감시보전 방식으로 디지털 누전경보기와 누설전류 통합감시 장치의 적용 필요성을 제안하고자 한다.
따라서 저압전로의 누전·지락사고에 대한 신뢰성 향상을 높이기 위해 시간계획보전 방법으로 정기점검제도와 내용연수제도를 제안하여 문제점을 나열한 후 그 해결방안을 제시하며 상태감시보전 방법으로 디지털 누전경보기와 통합감시 장치의 적용 필요성을 언급하고자 한다.
제안 방법
누설전류 통합감시 장치는 누설전류를 검출하는 검출부와 지정 값 이상의 누설전류가 검출되면 관리자에게 경보해 주는 감시부로 구성되어 있다. 검출부는 변압기 중성점 접지선에 CT를 설치하여 검출한 신호를 감시부에 전달하는 System으로 CT 2차측에 1[kΩ]의 저항을 달아 0~5[V]까지의 전압 값을 검출하고 이 전압 값을 다시 DC전류 또는 통신출력으로 변환하여 감시부로 보내며 이때 사용되는 CT는 고감도 CT로 측정 가능한 전류의 범위는 30[mA]~30[A]이다.13) 통합감시 장치의 검출부 회로를 나타내면 Figure 9와 같다.
두 번째로 신뢰성이 높은 저압전로의 지락보호를 구축하기위해 IEC규격을 부합화한 KECG 1091-2011개정 사항을 검토하여 전원자동차단에 의한 보호방식으로 TN, TT, IT 각 접지방식별 보호 조건과 최대차단시간에 맞는 시스템 구축의 필요성을 제안하였다.
본 논문에서는 화재로 인한 피해의 현주소를 알아보기 위해 최근 10년 동안 화재발생원인 중 일정비율 이상을 차지하고 있는 전기적요인의 누전·지락사고를 분석하였으며 이런 누전·지락사고에 대해 효율적이며 신뢰성이 높은 저압전로를 구축하기 위해 국제규격인 IEC 60364-4-41을 반영한 KECG 1091-2011의 개정사항을 검토하였고 신뢰성 향상방안으로 예방보전방식을 적용하였다.
세 번째로 예방보전방식의 시간계획보전방식으로 누전경보기의 영상변류기에 대한 정기정점제도와 내용연수제도의 도입 필요성을 제시하였고 예방보전방식의 상태감시보전방식으로 실시간으로 누설전류를 감시하여 누전 · 지락사고에 대해 저압전로의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 누설전류 통합감시 장치와 디지털 누전 경보기를 제안하였다.
성능/효과
2) 발화요인별 화재발생 현황을 좀 더 자세히 분석해보면 발화요인별 화재건수에서는 부주의가 87,256건(약 46.7 %)으로 가장 높게 나타났으며 전기적요인 43,496건(약 23.3 %), 미상 18,357건(약 9.8 %)의 순서로 나타나고 있다. 또한 발화요인별 인명피해에서는 부주의가 3,065명(약 32.
그러나 디지털 누전경보기는 어느 회로에 어느 정도 크기의 누전이 발생하고 있는가를 확인 가능하고 누전 경보시 10회까지 순차적으로 각종 데이터를 보관할 수 있는 Trace기능이 있으며 현장 회로 수에 맞추어 8, 16, 24, 32회로 용으로 선택가능하다. 또한, 32회로 누전경보기 16대까지 통신을 이용하여 중앙 감시반 PC에서 실시간 감시할 수 있고 설정치를 변경할 수 있어 실용성이 뛰어나고 신뢰성도 더 높다.14) 디지털 누전경보기의 결선도를 나타내면 Figure 12와 같다.
전기적 요인별 화재발생 현황을 좀 더 자세히 분석해보면 미확인 단락이 31.3 %로 제일 높게 나왔으며 절연열화에 의한 단락 18.6 %, 압착·손상에 의한 단락 10.8 %, 기타 10.5 %, 과부하/과전류 9.2 %, 접촉 불량에 의한 단락 8.6 %, 누전·지락 4.4 %, 트래킹에 의한 단락 3.7 %, 반단선 1.7 %, 층간단락 1.1 %의 순서로 나타나고 있다.
첫 번째로 발화요인별 화재건수, 인명피해, 재산피해 발생 현황에서 전기적 요인이 각각 23.3 %, 13.7 %, 26.1 %로 사람의 부주의로 인한 전기적 요인에 의해 많은 화재가 발생한다는 사실을 알 수 있으며 이 중 누전·지락사고가 4.4 %로 다른 요인에 비해 상대적으로 발생 비율이 높진 않지만 장기간 동안 일정비율이상을 차지하고 있으므로 누전·지락사고를 개선시켜 신뢰성을 향상 시킬 필요성을 제시하였다.
후속연구
기존의 누전경보기와 디지털 누전경보기의 가장 큰 차이점은 동작시간의 기억 유무로 기존의 누전경보기는 언제 동작했는지 그 시간이 표시되지 않지만 디지털 누전경보기는 정확하게 동작시간이 기억되므로 사후 사고분석에 유용한 자료로도 이용 할 수 있다. 예를 들어 화재가 발생하고 정전이 되지 않았다면, 화재의 발화지점 회로가 제일 먼저 동작할 것이고 확산경로에 따라 그 다음의 회로가 동작할 것이다.
따라서, 누전경보기에 대한 내용연수도 누전경보기의 구성 부품을 고려하여 Table 5에서 나타내고 있는 계기용변성기(MOF)나 CT의 내용연수를 적용하는 것이 바람직 할 것이다.
참고문헌 (14)
최홍규외, "IEC 규정을 적용한 전력사용시설물 설비 및 설계", 성안당(2010).
소방방재청 국가화재정보시스템, "화재통계현황"(2011).
International Engineering Consortium, IEC Std 60364-4-41, "Electrical Installations of Buildings - Part 4: Protection for Safety-Chapter 41: Protection Against Electric Shock"(2010).
대한전기협회, KECG 9101-2011, "저압전로의 지락보호에 관한 기술지침"(2011).
지식경제부 기술표준원, KS C IEC 60364-1, "건축 전기설비 - 제1부: 기본원칙, 일반 특성평가 및 용어정의"(2010).
지식경제부 기술표준원, KS C IEC 60364-4-41, "건축전기설비 - 제4-41부: 안전을 위한 보호 - 감전에 대한 보호"(2010).
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