초록 ▼

□ 연구개요
전기적인 요인에 의한 화재발생률은 국내의 전기에너지 소비량과 함께 증가하고 있다. 전기화재의 주요 원인으로는 단락, 누전, 전기기기의 결함, 과부하, 계통 고장, 케이블 열화 등이 있다. 전기 케이블은 한 지점과 다른 지점의 연결을 위해 사용되고 있으며, 에너지의 전달과 신호의 전달을 위해 사용되고 있다. 케이블의 도체는 일반적으로 구리를 사용하고 있으나 과전류, 전기기기의 결함, 열화 등이 원인이 되어 도체의 온도를 증가시키게 되고 주변 가연물에 열 에너지를 공급하여 발화시켜 화재로 이어질 수 있다. 화재 보호

□ 연구개요
전기적인 요인에 의한 화재발생률은 국내의 전기에너지 소비량과 함께 증가하고 있다. 전기화재의 주요 원인으로는 단락, 누전, 전기기기의 결함, 과부하, 계통 고장, 케이블 열화 등이 있다. 전기 케이블은 한 지점과 다른 지점의 연결을 위해 사용되고 있으며, 에너지의 전달과 신호의 전달을 위해 사용되고 있다. 케이블의 도체는 일반적으로 구리를 사용하고 있으나 과전류, 전기기기의 결함, 열화 등이 원인이 되어 도체의 온도를 증가시키게 되고 주변 가연물에 열 에너지를 공급하여 발화시켜 화재로 이어질 수 있다. 화재 보호 측면에서 케이블이 원인이 되어 발생하는 화재는 매우 중요하다. 본 연구는 과도상태에서 케이블의 화재 위험성과 화염전파특성에 대한 원인을 규명하고 평가하기 위한 기준을 도출한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 에너지의 전송을 위해 사용하고 있는 케이블의 화재 위험성 및 화염전파 특성에 대한 원인 규명과 평가하기 위한 기준 도출을 목적으로 하고 있다. 본 연구를 통해 과도상태에서 케이블의 단선특성에 대해 실험 및 수치해석을 통해 분석하였다. 또한 온도 변화 및 절연체의 종류에 따른 케이블의 단선시간 특성을 해석하였다. 이를 통해 과도상태에서 케이블에 통전되는 전류의 크기뿐만 아니라 케이블을 구성하고 있는 절연체의 종류 및 두께, 주변 환경 조건 등도 케이블의 허용전류 산정 및 단선시간 도출에 고려되어야 하는 것을 도출하였다. 옥내 전선로에 사용되고 있는 케이블 트레이에서 통전되는 전류크기에 따른 수직 및 수평화염 전파 특성을 분석하였다. 기존 시험방법의 경우 화염만 인가하여 전파특성을 분석하였으나, 실제 통전되는 전류의 크기를 고려한 평가 방법을 개발하였다. 온도 상승에 따른 케이블의 절연저항 특성평가를 통해 케이블을 구성하고 있는 절연체의 종류에 따른 절연저항 특성에 대한 분석을 수행하였고 이를 통해 환경적 요인에 의한 절연저항의 변화를 예측할 수 있는 결과를 도출하였다. 또한 케이블의 수명을 정량적으로 평가하기 위한 방법을 도출하였고 이 결과를 특허 출원하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
케이블의 화재 위험성에 관한 연구는 연소측면에서 주로 이루어져 왔으나 본 연구를 통해 케이블에 통전되는 전류의 크기 및 절연체의 두께, 종류 등에 따른 온도상승과 단선 시간, 화염전파 특성에 대해 공학적인 측면에서 정량적으로 제시할 수 있는 평가 방법과 결과를 도출하였다. 또한 온도 상승에 따른 케이블의 절연저항 특성 평가 방법의 개발을 통해 케이블이 사용되는 환경 조건에 따른 케이블의 수명을 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 즉, 케이블이 사용되는 환경 조건에 따라 수명이 변화하게 되는데, 이를 예측함으로써 케이블의 교체주기를 정량적으로 제시할 수 있을 뿐만 아니라 단락 및 지락과 같은 고장을 사전에 예방함으로써 화재의 위험성을 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 2.1 과전류에 의한 케이블의 물리적 특성에 관한 실험 및 수치해석 연구 ... 7
• 2.2 외부에서 전달되는 열 및 화염과 케이블 통전 전류 크기에 따른 발화 가능성 분석 ... 12
• 2.3 케이블 배열 형태에 따른 화재 위험성 및 화염 전파 특성에 관한 연구 ... 15
• 2.4 케이블의 화재 위험성을 미연에 방지할 수 있는 평가 방법 ... 19
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 22
• 4. 참고문헌 ... 22
• 5. 연구성과 ... 23
• 끝페이지 ... 25