[논문]무 구속·구속 실험에 의한 환풍기 온도 특성

김성삼

doi:10.5207/jieie.2016.30.1.044

무 구속·구속 실험에 의한 환풍기 온도 특성
The Characteristic of Temperature in Ventilating Fans by Festraint or Nonrestraint 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.30 no.1, 2016년, pp.44 - 48

김성삼 (Dept. of Electrical Engineering, Kyungnam University)

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In this paper, we analyzed the operating characteristics of a ventilating fan due to overload and overheating. The experiment assumed the forcible restraint of the blade due to external objects and the aging process. We analyzed the experimental temperature and operating characteristics of the three places in the interior of the ventilating fan. As a result of the analysis, the temperature distribution was highest to lowest in the following order: the thermal fuse, the motor inside, and the above winding. There was smell of burning enamel in the restraint experiment. Following the thermal fuse operation, the insulation of motor winding was good. In the case of rated voltage and new ventilating fan restrained for about 4hours, and the results of restraint experiments in the presence or absence of the thermal fuse, no risk of deformation or fire due to overheating was identified. Henceforward, ignition hazard experiments will be required for additional factors of aging, pollution, and defective insulation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 경우 1차 측의 전압, 전류 및 전력을 측정하여 임피던스를 구하는 시험방법이다[13]. 본 연구에서는 전기화재의 다양한 요인 중 과부하, 과열에 의한 환풍기 동작 특성을 분석하기 위해 노후, 외부 이물질에 의한 환풍기 날개의 강제 구속을 상정한 온도 특성을 실험적인 방법으로 분석하였다.

제안 방법

본 연구에서는 과부하, 과열에 의한 환풍기 동작 특성을 분석하기 위해 노후, 외부 이물질에 의한 환풍기 날개의 강제 구속을 상정한 온도 특성을 실험적인 방법으로 분석한 결과 주요 결론은 다음과 같다.

대상 데이터

고정 구간은 권선 위 구간, 권선과 권선 사이의 모터 내부 구간, 그리고 온도퓨즈 설치 지점에 병렬로 열전 대를 고정 후 데이터 수집 장치(Data Acquisition, Agilent 34970A)를 사용하여 측정하였다. 실험은 상온 18℃, 습도 40%조건에서 수행하였으며, 사용된 환풍기 모델은 그림 2와 같이 EKS-200SAP(H사), 220V/60Hz, 배기전용, 절연종류 E종, 정격 37W의 제품으로 과열을 감지하여 회로를 차단하는 온도퓨즈의 정격은 150℃ 2A였다.
고정 구간은 권선 위 구간, 권선과 권선 사이의 모터 내부 구간, 그리고 온도퓨즈 설치 지점에 병렬로 열전 대를 고정 후 데이터 수집 장치(Data Acquisition, Agilent 34970A)를 사용하여 측정하였다. 실험은 상온 18℃, 습도 40%조건에서 수행하였으며, 사용된 환풍기 모델은 그림 2와 같이 EKS-200SAP(H사), 220V/60Hz, 배기전용, 절연종류 E종, 정격 37W의 제품으로 과열을 감지하여 회로를 차단하는 온도퓨즈의 정격은 150℃ 2A였다.
환풍기 날개의 구속, 무 구속 조건에 의한 온도 및 동작특성 실험 시 온도 측정은 열전대(CromelAlumel, K-type)를 환풍기 내부 3개소에 고정하였다.

성능/효과

1) 환풍기 내부 3개소에서 온도 분포는 권선 위, 모터 내부, 온도퓨즈 순 으로 높은 값을 나타내었다.
2) 구속 실험 중 E종 절연종류의 최고허용 온도인 120℃를 초과함으로서 에나멜 타는 냄새가 발생 하였지만, 온도퓨즈가 동작 후 점검 결과 모터 권선의 절연은 이상이 없었다.
3) 정격전압(220V) 및 환풍기 신품 조건에서 약 4시간 구속 하였을 때 온도퓨즈 유^․무 구분 없이 날개 구속에 의한 실험 결과, 과열에 의한 변형이나 발화 위험의 징조는 발견하지 못하였다. 또한 정지 후 점검 결과 모터 권선의 절연도 양호하였다.

후속연구

향후 노후, 오염 및 절연불량 등 추가적인 요인을 고려한 환풍기 발화 위험의 실험이 필요하다고 사료 된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	발화요인 별 화재발생 현황 분석 결과에 따르면 전기적인 요인은 약 몇 %인가?	최근 화재 발생현황을 보면 산업시설을 비롯한 교육 시설 및 기타 건축물, 시설물 등을 지칭하는 비 주거용 건물에서 전기적 요인 발화 건수가 수위를 점유하고 있다. 특히 발화요인 별 화재발생현황 분석결과에 따르면 전기적인 요인이 약 30% 이상으로 가장 높은 발생률을 나타내었다. 하절기 경우 무더운 날씨로 전력 사용량 증가에 따른 전기적 요인 중 계절용기기(106건) 에 의한 화재건수를 분석한바 선풍기 50.
	구속 시험에서 1차 전류와 정격 전류가 같은 값이 되도록 하는 것은 어떠한 방법인가?	특히 전동기의 시험 중 구속 시험은 전동기의 특성 계산 또는 원선도 작성에 필요한 시험으로, 회전자를 구속해서 회전하지 않게 하고 1차 단자에 저전압을 가하여 1차 전류가 거의 정격 전류와 같은 값이 되도록 한다. 이 경우 1차 측의 전압, 전류 및 전력을 측정하여 임피던스를 구하는 시험방법이다[13]. 본 연구에서는 전기화재의 다양한 요인 중 과부하, 과열에 의한 환풍기 동작 특성을 분석하기 위해 노후, 외부 이물질에 의한 환풍기 날개의 강제 구속을 상정한 온도 특성을 실험적인 방법으로 분석하였다.
	환풍기에 의한 화재의 원인은?	기기 구분 중 환풍기 화재 발생건수는 몇 건 되지 않지만 화재가 발생하면 재산피해는 물론 치명적인 인명피해까지 발생할 수 있어 이에 대한 철저한 원인분석 및 예방대책을 강구하지 않으면 안 된다. 일반적으로 환풍기에 의한 화재는 전동기 내부 코일의 층간 절연파괴에 의한 화재발생이 가장 높다. 절연파괴는 제품의 절연불량에 의해서도 발생할 수 있지만 장시간 사용으로 열적, 전기적, 환경적, 기계적 요인 등에 의하여 절연물이 열분해, 산화, 뒤틀림 등의 물리화학적 반응을 일으켜 특성이 저하되어 전동기 내부 코일의 절연이 서서히 파괴 되어 층간 단락이 진행되면서 화재로 진행된다[4-5].

참고문헌 (15)

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Sung-sam Kim, "The Survey of Fire Hazard of Fan in Manufacturing Industries", Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, Vol. 27, No. 10, pp. 21-29, 2013.
http://www.nema.go.kr/nema_cms_iba/show_nema/board/board1s/view.jsp?cNo337241&c_relation18&check_the_code2&check_the_num116&check_up_num113&pageNo1
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