[논문]누수가 발생한 정수기의 위험요소 발굴 및 소손패턴 해석에 관한 연구

최충석

doi:10.14346/jkosos.2012.27.3.057

[국내논문] 누수가 발생한 정수기의 위험요소 발굴 및 소손패턴 해석에 관한 연구
Study on Dangerous Factors and Damage Pattern Analysis of Leaking Water from Water Purifiers 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.27 no.3, 2012년, pp.57 - 62

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this paper is to find dangerous factors of a water purifier when water leaks due to inappropriate use and analyze the patterns of damaged parts in order to provide data for the examination of the cause of the problem. If the water purifier is inspected and managed by a non-specialist, when the FLC(Float Level Controller) at the top is inclined, water leakage may occur to the water purifier. The leaked water flows onto the cables and hoses and enters the thermostat terminal, heater, PCB, power supply connection connector, etc., becoming a dangerous factor that may cause a system failure, fire, etc. Due to the water that entered the input terminal, low noise and white smoke were generated at first. However, the flame gradually propagated due to the continuous inflow of moisture. It was found that when moisture reached the PCB, a carbonized conductive path was formed at the varistor terminal, input terminal, semiconductor device terminal, etc., and the flame became larger, which might result in a fire. From the metal microscope analysis of a damaged condenser terminal, it was found that the amorphous structure unique to copper cable disappeared, and voids, boundary surface and disorderly fine particles occurred. Also, in the case of the connector into which moisture penetrated, fusion and deformation occurred at the cable connection clips. The result of analysis of the power supply cable connector using a thermal image camera showed that most of the heat was generated from the cable connection clips and the temperature at the connection center was normal.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 본문에서는 일반 가정용 정수기가 부적절하게 사용되어 누수가 발생하였을 때의 위험요소를 발굴하고, 누수가 원인이 되어 소손된 부품의 패턴을 해석하여 사고원인 규명을 위한 자료를 제공하는데 있다.

제안 방법

정수기를 사용하던 중 일반 사용자 또는 비전문가 등에 의해 세정하는 과정에 내부로 물이 유입되었을 때의 상황을 전제로 실험이 진행되었다. 실험실은 실내에서 수행되었으며 실험실의 온도는 24±2 [℃], 습도는 50~60[%]를 유지시켰다.
실험실은 실내에서 수행되었으며 실험실의 온도는 24±2 [℃], 습도는 50~60[%]를 유지시켰다. 정수기에 대한 살수는 재현 실험의 신뢰성을 고려하여 일반 사용자가 정수기의 청소 또는 세정 등을 할 때의 상황과 유사한 조건으로 상부, 전면 및 측면 등에 수돗물로 살수하였다. 최초에 구입하여 밀봉이 적절하게 된 정수기에서는 내부로 물기의 침투 현상이 대부분 발생하지 않았으나 내부의 필터 교체, 점검 및 수리 등을 마치고 일부 밀폐가 되지 못한 정수기에서는 내부로 수분이 유입되었다.

대상 데이터

정수기의 구성은 외함, 방열판, 필터, 온수 및 냉수 탱크, 펌프, 감압 또는 체크 밸브, 기타 부속품 등으로 구성되어 있다. 외함은 안전한 상태에서 정수기를 사용할 수 있도록 지지해 줄뿐만 아니라 오염 물질이 내부로 유입되지 않도록 설계되어 있다.

성능/효과

1) 비전문가에 의한 점검 및 관리를 수행한 후 상부의 FLC가 기울어진 상태가 되면 누수가 발생할 수 있음을 확인하였다.
2) 누수된 물은 전선과 호스를 타고 입력단자, 서모스탯의 단자, 발열 히터, PCB, 전원선의 연결 커넥터 등에 유입되어 시스템의 고장 또는 화재 등의 위험성이 있는 것으로 조사되었다.
, Japan)를 이용하여 나타낸 것으로 최대 발열 온도는 90℃ 정도까지 관측되었다. 2차원 평면 사진 분석에서 전선의 연결 클립 부분에서 발열이 심하게 발생하는 것을 알 수 있고, 칼과 칼받이의 연결된 중심 부분의 온도는 정상 상태인 것으로 확인되었다. 3차원 입체 사진 분석에서도 동일한 특성이 확인된 것으로 보아 위험요소는 배선 연결 클립 부분으로 판정할 수 있다.
3) 입력단자에 유입된 물은 초기에 몇 방울의 물에 의해 작은 소리 및 흰색의 연기가 발생되었으나 지속적인 물기의 유입에 의해 화염이 점점 확산되었고, 사고 발생 부위가 전원퓨즈의 전단이므로 안전의 사각지대가 되는 것을 확인할 수 있었다.
4) 물기가 PCB에 유입되었을 때 콘덴서 단자, 입력 단자, 반도체 소자의 단자 등에서 탄화도전로의 형성을 확인하였고, 시간의 경과에 따라 화염은 더욱 커져 일반화재로 진전될 수 있음을 알 수 있었다.
5) 전원선 연결 커넥터의 X-ray 사진을 분석한 결과 정상 커넥터는 칼받이에 칼이 잘 꽂혀 있었고, 전선의 연결 클립도 양호한 상태인 것을 알 수 있었다. 그러나 물기가 침투되어 소손된 커넥터는 전선의 연결 클립 부분에서 용융 및 변형이 발생하는 것을 알았다.
6) 열화상카메라에 의한 전원선의 커넥터 분석에서 전선의 연결 클립 부분의 발열이 심한 것을 알 수 있었고, 칼과 칼받이가 체결된 중심 부분의 온도는 90℃ 정도까지 관측되었다.
또한 및 배선용차단기(MCCB)의 용량은 정격전류 30 A, 정격전압 220 V, 주파수 60 Hz, 2P 등이다. 그러나 이와 같은 RCD 및 MCCB 등이 시스템에 적용되었다 하더라고 미소전류에 의한 직렬아크가 간헐적으로 발생하여 소비 전력이 적고, 누설된 전류가 누전경로를 형성하지 못할 때는 시스템 전류를 적절하게 차단할 수 없음을 확인 할 수 있었다.
최초에 구입하여 밀봉이 적절하게 된 정수기에서는 내부로 물기의 침투 현상이 대부분 발생하지 않았으나 내부의 필터 교체, 점검 및 수리 등을 마치고 일부 밀폐가 되지 못한 정수기에서는 내부로 수분이 유입되었다. 또한 상부의 FLC는 약간의 기울어진 상태에서도 누수가 발생되었으며, 누수된 물은 전선과 호스 등을 타고 입력단자, 서모스탯의 단자, 발열 히터, PCB(Printed Circuit Board), 전원선의 연결 커넥터 등에 유입되어 시스템의 고장 또는 화재 등의 위험성이 있는 것으로 조사되었다. Fig.

후속연구

그리고 내부로 물의 유입이 중단되면 연기와 불꽃(방전) 등도 발생하지 않았다. 따라서 전원선의 배치를 적절하게 유지한다면 사고 또는 화재의 발생을 예방할 수 있을 것으로 판단된다.
사고 발생 부위가 전원퓨즈(220V, 60Hz, 10A)의 전단이므로 안전의 사각지대가 된다. 이와 같은 상황이 지속적으로 장시간 진행되면 화염은 더욱 커질 것이고, 주위에 있는 가연물에 착화되어 일반화재로 확산될 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	순수한 물의 화학기호는?	순수한 물은 수소 원자 2개와 산소 원자 1개가 결합된 물질로 화학기호는 H2O이다. 자연 상태의 물은 공기나 토양, 암반 등과 접촉하는 과정에서 칼슘, 마그네슘, 철분 등의 여러 물질이 녹아 있는데, 적당한 양은 우리 몸에 좋다.
	정수기의 기본은 무엇인가?	유해물질이 기준 이상으로 함유돼 있는 물을 식수로 사용하려면 이를 제거하는 장치가 필요한데 이것이 정수기(淨水器, water purifier)이다. 정수기의 기본은 여과 또는 흡착 기능을 갖는 장치라 할 수 있으며, 무조건 잔유물질을 잘 걸러 준다고 좋은 것은 아니다. 정수기는 물리ㆍ화학적 과정을 거쳐 물을 깨끗하게 거르는 기구를 총칭한다.
	자연 상태의 물은 여러 물질이 녹아 있는 데 문제가 될 수 있는 점은?	자연 상태의 물은 공기나 토양, 암반 등과 접촉하는 과정에서 칼슘, 마그네슘, 철분 등의 여러 물질이 녹아 있는데, 적당한 양은 우리 몸에 좋다. 그러나 환경이 오염되면서 원하지 않는 화학 물질, 수은, 납 등과 같은 물질은 인체에 문제가 되고 있다. 유해물질이 기준 이상으로 함유돼 있는 물을 식수로 사용하려면 이를 제거하는 장치가 필요한데 이것이 정수기(淨水器, water purifier)이다.

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상세보기
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