[논문]제조 사업장의 환풍기 화재위험성 조사

김성삼

doi:10.5207/jieie.2013.27.10.021

제조 사업장의 환풍기 화재위험성 조사
The Survey of Fire Hazard of Fan in Manufacturing Industries 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.27 no.10, 2013년, pp.21 - 29

김성삼 (경남대학교 소방방재공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The short circuit and overload is presented by main cause of electrical fire. However, 85% of the fan directly connected the outlet box without switch in total 110 fans as a research in manufacturing industries. In installation direction of vertical type fans which was placed on the horizontal surface, only 39 vertical type fans were placed on vertical surface and 71 fans were placed on the horizontal type. The installation direction of the fans warns of the risk of the fire hazard due to the motor stall to the user manual of the maker. However, it is the representative nonconformity example of construction which the people or builder disregards. In addition, the condition of ground connection with the earth leakage prevention was investigated in grounding of 5 fans, non-grounding of 105 fans. The double insulation structure is generally used for small fan and it can't connect ground wire as electric plug of non-grounding type. However, industrial iron fan needs ground wire for electric leakage and to protect against electric shock.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

더구나 환풍기 및 선풍기의 전동기에 관한 실험적인 연구 사례를 비롯한 화재 조사․감식 문헌은 있으나[10-15], 설치 실태와 조사를 기반으로 한 분석은 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 제조 사업장의 환풍기 설치 실태를 기반으로 화재위험성을 발굴, 고찰하여 화재 및 안전사고 예방자료로 활용하고자 한다. 환풍기 설치 실태조사 시행 범위 및 장소는 창원시 국가산업 단지 내 제조 사업장을 기반으로 셔터ㆍ무 셔터형의 일반 수직형 환풍기를 대상으로 110개소 표본 조사하였다.
수직형의 환풍기를 수평으로 취부하면 전동기의 과부하와 베어링의 기름이 떨어져 과열하여 변형되고, 아래쪽으로 기울어진 팬이 밖의 프레임에 접촉되어 회전불능이 되어 권선이 과열하여출화할 수 있기 때문이다. 또한 부적합 설치에 의한 환풍기의 최초 발화 후 낙하로 인한 목재, 주위 가연성물질에 의한 화재 확산에 미치는 영향을 고려하여 조사하였다. 조사 결과 그림 8과 같이 수직형을 벽체 상단의 외부방향 설치 개소가 39대, 수평형으로 천장방향 설치 개소가 71대로 파악되었다.
본 논문에서는 비 주거용 건물인 제조 사업장에서의 최근 3년간 화재 발생 현황을 기반으로 환풍기 설치 실태를 고찰하였으며 주요 결론은 다음과 같다.

제안 방법

그리고 “환풍기 설치방향” 항목은, 장시간 사용 이외 벽체에 설치하는 수직형 환풍 기를 천장용으로 불합리적으로 설치함으로서 발생하는 모터 구속, 회전 장해→회전정지→모터 과열→발화과정을 상정하여 환풍기의 설치방향(천장 또는 벽체방향)을 조사하였다.
또한 3순위인 기타 또는 누전 원인의 점검항목은 “접지상태”를, 4순위인 접촉 불량 원인의 점검항목은 “배선ㆍ변형상태” 항목을 각각 조사 하였으며 표 3에 주요 점검 항목을 나타내었다. 따라서 표 3의 점검항목을 기반으로 표 4의 점검표를 바탕으로 조사하였다.
또한 3순위인 기타 또는 누전 원인의 점검항목은 “접지상태”를, 4순위인 접촉 불량 원인의 점검항목은 “배선ㆍ변형상태” 항목을 각각 조사 하였으며 표 3에 주요 점검 항목을 나타내었다.
먼저 “동작스위치 설치 여부” 항목은, 환풍기의 장시간 사용으로 인한, 윤활성능 감소→과부하 운전→방열량 감소→모터 과열→발화 과정을 상정하여, 환풍기의 on/off 동작 스위치 설치 여부를 조사하였다.
환풍기 장시간 가동으로 인한 과부하, 단락 등 성능 저하와 직접 관련된 동작 스위치 설치 여부를 조사한 결과 그림 6과 같이 환풍기 전체 110대 중 동작 스위치 설치 개소는 16대, 동작 스위치 없이 콘센트 및 직접 전원을 연결하여 사용하는 개소는 94대였다. 콘센트 및 직접 전원 연결 사용개소는 환풍기 자체 기계식스위치 인출선을 사용하여 가동, 정지하거나 인출선조작이 어려운 개소의 환풍기는 항시 가동하는 방식으로 운영하였다. 하지만 제조사업장의 경우 항시 가동 방식의 환풍기나 개별 스위치 설치 방식보다 전등스위치와 연동하여 전등 소등 시 환풍기도 정지되도록 설치하는 것이 보다 바람직한 운영 방식이라고 사료된다.
환풍기 설치실태 조사항목은 전기화재 주요 원인 순서를 기반으로 선정하였다. 따라서 주된 1 순위인 단락, 2순위인 과부하와 기기과열 원인과 개연성이 높은중점 점검항목은 “동작스위치 설치 여부”와 “환풍기 설치방향”을 선정하였다.

대상 데이터

4%(3,273건)로 가장 높은 발생률을 나타내었기 때문이다. 특히 표 1의 환풍기 외 비율이 높은기기류는 주거 구분에 더 근접하므로 사생활 문제점을 고려하여, 실태조사의 편의성과 용이성을 감안한 제조 사업장을 선정하였다.
따라서 본 연구에서는 제조 사업장의 환풍기 설치 실태를 기반으로 화재위험성을 발굴, 고찰하여 화재 및 안전사고 예방자료로 활용하고자 한다. 환풍기 설치 실태조사 시행 범위 및 장소는 창원시 국가산업 단지 내 제조 사업장을 기반으로 셔터ㆍ무 셔터형의 일반 수직형 환풍기를 대상으로 110개소 표본 조사하였다.

성능/효과

1) 전기화재 주요 원인을 기반으로 단락, 과부하로 인한 화재 발생 개연성이 높은 “동작스위치 설치 여부”는 환풍기 전체 110대 중 16대만 설치되어 있었으며, 스위치 없이 콘센트 및 직접 전원을 접속하여 사용 하는 개소가 94대, 약 85%로 집계되었다.
2) 누전예방과 직결되는 “접지 상태”는 조사결과 접지체결 5개소, 미체결 105개소로 집계되었다.
3) 환풍기 운영 및 주요 불합리 사항 발굴인 “배선․ 변형 상태”로는 환풍기 날개 오염 및 이물질 유입, 무셔터형 옥외 사용, 고정 불량 등이 파악되었다.
그림 7은 2012년도에 발생한 환풍기 추정 화재분석결과이다[26]. 전수 조사를 배제한 발생일자, 장소와 더불어 발생요인, 인적/물적 피해, 화재진압시간 등 주요 정보가 기사화 된 사례 16건을 중점적으로 분석한 결과, 일과시간 이후 환풍기 추정 화재 발생율이 약 50%의 결과를 나타냈다. 따라서 환풍기를 전등 스위치와 연동하여 설치함으로서 일과 시간 이후나 주말, 휴일 등 부재 시간에 발생하는 발화율을 저감할 수 있는 조치라고 판단된다.
또한 부적합 설치에 의한 환풍기의 최초 발화 후 낙하로 인한 목재, 주위 가연성물질에 의한 화재 확산에 미치는 영향을 고려하여 조사하였다. 조사 결과 그림 8과 같이 수직형을 벽체 상단의 외부방향 설치 개소가 39대, 수평형으로 천장방향 설치 개소가 71대로 파악되었다. 따라서 내습형 및 방수형 모터를 채용하는 천장용 및 욕실용 환풍기 대신 수직형 환풍기를 천장으로 설치한 경우는 설치 및 배기방향을 외부방향으로 배기 될 수 있도록 이동조치가 미관 개선과 더불어 바람직하다고 판단된다.

후속연구

연구결과는 제조사업장에서의 환풍기 화재 및 전기 사고를 예방하는 실질적인 조치로 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 추후 세부적인 환풍기 추정 화재요인 사례 분석과 발화 위험의 실험적인 연구가 필요하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전기화재란 무엇인가?	전기화재란 연소가 형성되는 3대 요건의 하나인 점화원의 열원 공급이 전기에 의한 발열체가 발화원이 되어 화재가 발생되는 모든 화재를 말하는데, 일반적으로 전기화재는 전류에 의한 발열작용이 주울(Joule) 열원과 아크(Arc)열원이 점화원으로 작용하여 발생하게 된다. 전기회로를 구성하는 전선 자체에도 각각 저항이 존재하며, 여기에 전류가 흐르면 전자의 이동에따른 원자들의 충돌로 열, 진동 에너지에 의한 열이 다음 식으로 발생한다.
	환풍기는 어떤 전기설비인가?	제조현장 및 대형건물을 비롯하여 상가, 음식점, 주택 등 어느 곳에서나 쉽게 볼 수 있는 환풍기는 용도에 따라 천장용, 셔터형, 무 셔터형, 욕실용 등으로 분류되며 맑고 쾌적한 생활을 영위하게 해주는 유용한 전기설비이다. 일반적으로 우리 일상생활에서 사용하는 환풍기는 한번 설치하면 수명이 다할 때까지 항시 가동을 하는 경우가 대부분이다[1-2].
	환풍기는 한번 설치하면 수명이 다할 때까지 항시 가동하는 경우가 대부분인데, 그로 인한 문제점은 무엇인가?	일반적으로 우리 일상생활에서 사용하는 환풍기는 한번 설치하면 수명이 다할 때까지 항시 가동을 하는 경우가 대부분이다[1-2]. 그러므로 항시 가동으로 인해 불필요한 전력 낭비와 더불어 화재 위험이 항상 내재하고 있다. 환풍기는 탁한 공기를 순환 시켜 주다 보니 언제나 먼지 및 기름때가 날개(Fan) 표면이나 커버(Grill)전면에 묻어 있게 마련이다.

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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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