[논문]자동차 엔진룸 관련 전기 배선의 단락 및 열에 의한 절연피복 용융에 대한 화재사례 연구

이일권; 김영규; 염광옥

doi:10.7842/kigas.2013.17.6.15

자동차 엔진룸 관련 전기 배선의 단락 및 열에 의한 절연피복 용융에 대한 화재사례 연구
Study of Fire Examples for Electrical Wire Short and Insulated Coating Melting by Heating Including Automotive Engine Room 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.17 no.6, 2013년, pp.15 - 19

이일권 (대림대학교 자동차공학과) , 김영규 (한국가스안전공사) , 염광옥 (중앙대학교 대학원 기계공학부)

초록
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이 논문은 자동차 엔진룸에서 전기적인 접촉불량에 의한 단락현상과 엔진의 뜨거운 열에 의해 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생된 원인을 분석하고 연구하는 것이다. 첫째, 배터리에서 시동모터로 연결되어 있는 배터리 전원선이 자동변속기 상단에 배선을 고정시켜 주는 브래킷(Bracket) 볼트 이완으로 차체와의 단락 현상에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 둘째, 배터리에서 시동모터까지 가는 배선에 감은 절연테이프가 녹아 단락현상에 의해 화재를 일으킨 것을 확인하였다. 셋째, 냉각 팬 배선이 이완되어 과열된 엔진의 열에 의해 배선이 융착되어 화재가 발생된 것을 확인하였다 따라서, 엔진에 관련된 시스템의 화재는 엔진 및 각 시스템의 손상으로 자동차 탑승객을 위험에 처하게 하며, 화재 후 자동차는 재사용이 어렵게 되므로 시스템의 철저한 관리와 세심한 주의가 요구되어진다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper is to analyze and study the cause of fire examples produced because of short phenomenon by electric connecting damage and contacting engine over-heating with combustible materials in engine room of vehicle. In the first example, it knew the fact that the fire produced by contacting with body of vehicle because of loosed of bracket bolt for wire fixing that installed on the transmission case the battery power cable supply the power from battery of engine room to starting motor. In the second example, it certified the fire by short phenomenon because of insulation tape melting wound wiring lined from battery to starting motor. In the third example, it sought for fire's cause that melting phenomenon the wire coating by overheated engine as the wire disconnected with connector by the vibration. Therefore, the fire of system including engine electric made in the danger the people in the car by failure of engine and other system. And than, the car's driver must manage and examine a vehicle conscientiously.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한, 운전자는 자동차를 점검할 때 세심하게 자동차 관리에 만전을 기해야 이러한 화재를 사전에 방지할 수 있다. 따라서, 이 논문은 자동차엔진의 전기 적인 접촉불량에 의한 단락과 전기배선이 자동차 엔진부의 열과 접촉하여 발생되는 화재와 관련된 고장 사례를 조사하고 이를 분석하여 이에 대한 개선 및 연구방향을 제시하고자 한다.

가설 설정

1) 배터리에서 시동모터로 연결되어 있는 배터리 전원선과 자동변속기 중간에 배선을 고정시켜 주는 브래킷 볼트의 이완으로 차체와의 단락 현상에 의해 화재가 발생된 것을 확인하엿다.

제안 방법

엔진의 냉각수는 수시로 점검하여 필요시 보충하여야 한다. 또한, 냉각수의 양은 엔진이 차가울 때 냉각수 보조탱크 옆면에 표시되어 있는 적정 표시선의 중간에 맞추도록 한다. 냉각수의 부동액 농도가 해당 자동차의 규정을 초과하거나 부족할 경우에는 엔진 내부의 부식 및 과열의 가능성이 있으므로 세심한 점검이 필요하다.
자동차 엔진 시스템의 전기적인 접촉불량에 의한 단락현상과 가연성 물질에 의한 화재를 사례별로 분석하고 이를 고찰하여 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.

성능/효과

2) 배터리에서 시동모터 본선까지 가는 배선이 자동변속기 오일 팬의 위치에서 절연을 위해 감은 배선의 절연 테이프가 녹아 화재를 일으킨 것을 확인하였다.
3) 냉각 팬 배선이 자동차의 진동으로 인해 커넥터에서 분리되어 엔진의 열에 의해 배선이 융착되어 근처의 이물질과 결합하면서 화재가 발생된 것을 확인하였다.
이 화재원인은 자동차를 정비한 다음 배선의 단락을 방지하기 위하여 배선작업을 한다음 밴드를 감아 마감작업을 하였다. 따라서, 이 밴드가 엔진의 진동과 열에 의해 느슨해지면서 엔진의 뜨거운 열에 의해 녹아 배선과 차체의 단락으로 인해 스파크(spark)가 발생하면서 이것에 의해 근처의 이물질과 화재원이 되어 화염이 생성되어, 이러한 화염원이 주위로 확산되어 엔진부가 모두 손상된 것으로 확인되었다. Fig.
따라서, 엔진이 작동하는 동안 냉각 시스템에 문제가 발생하면 엔진의 시스템은 심각한 고장원인이 된다. 이 자동차의 경우에는 자동차의 엔진룸을 열고 확인한 결과 엔진 내부의 냉각수가 부족한 상태였으며, 엔진의 냉각장치부인 라디에이터 및 냉각팬 부위의 손상이 가장 큰 것을 확인하였다. 배터리 부근에서 라디에이터 냉각팬 및 그 주위가 가장 많이 손상된 것으로 볼 때 라디에이터 냉각 팬 배선부의 열화에 의해 화재가 발생된 것으로 판단된다.
자동차의 엔진룸을 확인한 결과 자동차의 엔진룸의 모든 부분이 화재에 의해 탄 것을 확인하였다. 배터리 본선 케이블은 배터리에 저장되어 있는 전기를 각 부에 공급하기 위한 배선을 말하며, 이것은 각 부에 전원을 공급하기 전에 퓨즈 블링크(fusible-link)를 거쳐 퓨즈 박스로 전원을 공급한다.
자동차의 후드를 열고 내부를 들여다 보면 자동차의 그레이드(grade)가 높은 자동차일수록 자동차의 부품들이 많이 장착되어 있어 공간이 매우 좁은 것을 확인할 수 있다. 특히, 전자제어 시스템이 적용되면서 엔진의 최적 제어를 위해 센서와 액추에이터 및 제어 컴퓨터 등이 설치되어 있다.
그러나 밴드부의 내구성이 떨어지거나 손상을 입게 되면 화재의 원인이 될 수 있다[13]. 화재 부위를 확인한 결과 엔진룸의 퓨즈박스에서 시동모터로 가는 본선배선이 많이 손상되었으며, 또한 배터리 본선이 시동모터로 연결되는 배선이 자동변속기를 상단을 거쳐 오일 팬을 지나는 배선의 절연밴드 테이프가 녹은 것이 확인되었다. 이 화재원인은 자동차를 정비한 다음 배선의 단락을 방지하기 위하여 배선작업을 한다음 밴드를 감아 마감작업을 하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자동차 엔진룸에서 전기적인 접촉불량에 의한 단락현상과 엔진의 뜨거운 열에 의해 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생된 원인은?	이 논문은 자동차 엔진룸에서 전기적인 접촉불량에 의한 단락현상과 엔진의 뜨거운 열에 의해 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생된 원인을 분석하고 연구하는 것이다. 첫째, 배터리에서 시동모터로 연결되어 있는 배터리 전원선이 자동변속기 상단에 배선을 고정시켜 주는 브래킷(Bracket) 볼트 이완으로 차체와의 단락 현상에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 둘째, 배터리에서 시동모터까지 가는 배선에 감은 절연테이프가 녹아 단락현상에 의해 화재를 일으킨 것을 확인하였다. 셋째, 냉각 팬 배선이 이완되어 과열된 엔진의 열에 의해 배선이 융착되어 화재가 발생된 것을 확인하였다 따라서, 엔진에 관련된 시스템의 화재는 엔진 및 각 시스템의 손상으로 자동차 탑승객을 위험에 처하게 하며, 화재 후 자동차는 재사용이 어렵게 되므로 시스템의 철저한 관리와 세심한 주의가 요구되어진다.
	배선에 전류가 흐를 때 발생할 수 있는 현상은?	이러한 각각의 부품들은 전기배선에 의해 연결되어 각 부에 전기적인 신호를 받아 작동하고 있으며 전기적인 접촉불량이나 배선의 연결이 분리되어 전기적인 고장이 발생한 고장사례에 대한 연구논문이 발표되었다[1-3]. 그러나 이러한 배선에 전류가 흐를 때 전기 배선이 경화, 자동차 진동에 의해 느슨해진 배선이 차체나 부품과의 마찰에 의해 내구성이 떨어져 전선의 절연피복이 벗거져 차체 또는 고정 브래킷과의 전기적인 충돌에 의한 단락현상이 발생될 수 있다. 도선에 전기가 흐를 때 전기가 누설되어 물체와의 전기적인 충돌에 의해 시스템이 손상될 수 있다.
	엔진의 전기 시스템은 어떻게 공급되는가?	엔진의 전기 시스템은 배터리에서 공급되는 전기가 엔진의 시동장치, 충전장치, 점화장치, 냉각장치, 연료장치에 관련된 시스템의 각 전기를 공급하는 배선인 컨트럴 와이어링(control wiring)이라는 배선 묶음에 의해 전기를 공급받아 커넥터로 연결되어 전기를 공급하고 있다[9,10,11]. 이 와이어링 부위에 화재가 발생하였을 때는 각 배선을 꼼꼼하게 확인하고, 철처한 분석을 통해 원인을 찾아야 한다.

참고문헌 (13)

Chung Kyun Kim and IL Kwon Lee, "Failure Case Studies of Sensors for Electronic Controlled Engine in LPG Vehicle", KIGAS 14(4), 56-61, (2010)
IL Kwon Lee, Young Gyu Kim and Chang Ho Kook, "Study for Failure Cases on Engine Electronic control computer in Liquid Petroleum Gas Vehicle", KIGAS 15(6), 28-33, (2011)

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IL Kwon Lee, Seung Hyun Cho, Han Goo Kim and Seung Chul Kim, "Study for Failure Examples of Injector, Idle Speed Actuator and Gasket in LPi System Vehicle", KIGAS 16(3), 48-53, (2012)

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Robert Pribish., " The Fusible Link- A Method of Protecting Primary Wiring Under Short Circuit Conditions", SAE paper 650122
IL Kwon Lee, Chang Ho Kook, Moon Won Suh and Dong Hwa Jung, "Study for Fire Examples of LPG Leakage Including Fuel Hose, Injector and Pressure Regulator Connectorin in Vehicle", KIGAS 17(3), 8-13, (2013)
Ismat A. Abu-Isa, "Intumescent Thermoplastic Elastomer Fire Shield Material", SAE paper 2002-01-1318
Norman R. Byrd, Arthur Rojo and Stephen C. Amundson, "Fire Resistant Composites", SAE paper 2002-01-2957
IL Kwon Lee, et al., "Automotive Failure Diagnosis", Sun Hak, (2002)
Maintenance manual of Hyundai Motors, (2013)
Maintenance manual of Kia Motors, (2013)
Maintenance manual of GM Daewoo Motor, (2013)
Hyundai Motors, "Electronic Control Engine", (2011)
Dieter Wolpert and Markus Engelhaaf, "Cases Studied in Germany Examining the Effect of Recent Service Work on Vehicle Fires", SAE paper 2009-01-0009

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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