전기화재의 원인

전기화재의 원인을 출화의 경과에 의한 분류중 중요한 3가지를 들어 설명하시오.

 

전기화재의 원인은 매우 여러가지 원인이 복합적으로 작용하여 출화가 된다고 볼수 있다. 예를 들면 과부하로 인한 열이 발생되고 이에 따라 절연물이 용해되어 선간 단락이 일어난후 스파크에 의해서 점화가 된다고 볼수 있다. 따라서 각각의 원인을 개별발화의 원인으로 보기는 무리가 있으나 일반적으로 분류되고 있는 체제를 따라 기술하면 다음과 같다.

 

1. 과전류에 의한 발화

전선에 전류가 흐르면 주울(Joule)의 법칙에 의하여 H=I2Rtt로 주어지는 주울열이 발생하게 된다. 주울열은 정상상태에서는 화재의 원인이 되지 않으나, 일정 전류용량의 전선에 용량을 초과하는 부하를 걸거나 전기회로 일부에 단락등의 전기사고가 발생한 경우 과전류로 인한 발열이 발화원으로 진전될 수 있다. 일반적으로각종 전선의 절연체가 가지는 허용온도를 초과하는 열로 인하여 절연 피복이 용융된후 심선간의 단락이 발생되어 아크와 단락전류로 인한 점화가 대부분이다.

2. 단락에 의한 발화

배선용 전선이나 전기기기의 절연체가 전기적 또는 기계적 원인으로 파괴 또는 열화되면 전압선간의 단락현상이 일어나게 된다. 저압옥내배선에서 단락이 발생하는 경우 단락전류는 배선의 길이와 굵기에 따라 다르나 대체로 1,000[A] 이상으로 보고 있으며 단락하는 순간 폭음과 함께 단락점에서 스파크를 발생하고 단락점이 분리된다. 이때 발생된 대전류 아크와 고온 용융금속의 비산으로 인하여 주변 인화성 물질이나 전선자체의 절연물에 착화하게 된다.

3. 누전에 의한 발화

누전이란 전류가 통하는 도체 이외의 곳으로 전류가 흐르는 현상이라고 정의할 수 있다 . 누전은 절연물의 장기적인 열화나 외상으로 인한 절연물의 성능저하로 발생될수 있으며 누전통로를 통하여 가연물이 존재하는 경우 발화될수 있다. 일반적으로 저압전로의 경우 최대공급전류의 1/2,000까지 누설전류를 허용하고 있다.

 

4. 접속부의 과열에 의한 발화

전선과 전선, 전선과 단자등 도체의 접속에 있어서 접촉이 불완전한 상태이거나 과전류가 흐르면 접촉저항에 의해서 접촉부가 발열하게 된다. 이 발열은 국부적이나 접촉면이 산화되거나 불완전하면 접촉저항은 더욱 증가하게 되어 발열량이 증가하게 되고 주위의 절연물을 발화시킨다.

 

5. 열적경과에 의한 화재

전등, 전열기 등을 가연물 주위에서 사용하거나 열의 발산이 잘 안되는 상태에서 사용하면 열축적에 의해 가연물을 발화시킨다. 60[W]이상의 전구를 신문지에 싸서 10시간 정도 지나면 발화하게 된다는 보고가 있다.

 

6. 전기 스파크에 의한 발화

전기회로를 개폐기로 개폐하는 경우나 퓨즈가 용단될 때 강한 스파크가 발생하게 되는데 부하전류를 차단할 때나 직류인 경우에 더욱 심하다. 이때 주위에 가연성 물질 또는 인화성 가스가 있을 경우 착화될 우려가 있다. 예를들어 설비의 운전중 카바나이프 스위치를 조작시 발생한 스파크가 부근에 부착된 가연성 분진에 착화하는 경우와 휘발유등 가연성 증기나 가스가 있는 장소에서 스파크로 인한 화재 또은 폭발사고가 발생할 수 있다.

 

7. 절연열화 또는 탄화에 의한 발화

전기배선 또는 기구의 절연체는 대부분이 고분자화합물로 제작되고 있다. 일반적으로 유기질 절연체는 장시일이 경과하면 열화되어 누설전류가 발생하게 된다. 누설전류가 장기간 발생되면 누설지점이 탄화되어 착화될수도 있고 또 고전압이 가해진 절연체의 경우 절연파괴로 주변 인화성물질에 착화된다.

 

8. 정전기 스파크에 의한 발화

마찰이나 유도 등으로 발생된 정전기가 축적되어 방전되는 경우 폭발성 분위기나 가연성 가스에 의한 환경에서 화재가 발생할수 있다. 가연성 가스 및 증기로 인하여 화재가 발생하려면 다음의 조건이 만족되어야 한다.

① 가연성 가스 및 증기가 폭발한계 내에 있을 것

② 정전스파크의 에너지가 가연성 가스 및 증기의 최소착화에너지 이상일 것

③ 방전하기에 충분한 전위가 나타나 있을 것 등이다.

 

9. 낙뢰에 의한 발화

낙뢰는 구름에 발생된 정전기가 대량축적되어 구름과 대지간에 방전현상을 일으키는 것을 말한다. 낙뢰가 유입되면 전기설비에 막대한 전류가 유입되고 고전압이 발생하게 되어 기기의 파손은 물론 낙뢰지점의 물체에 따라 대규모 화재가 발생되기도 한다.