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전기화재 출화의 경과에 의한 화재 발생 원인으로 전선 접속부 등에서 발생하는 현상에 대하여 설명하시오.
- 접촉저항 증가와 발화
- 접촉 개소와 접점의 접촉 불량 발생 원인
- 아산화동(Cu2O) 발열 현상 및 방지 대책
답안 개요 보기
답안 구조
- 개요
- 접촉저항 증가와 발화 메커니즘
- 접속 개소와 접점의 접촉 불량 발생 원인
- 아산화동(Cu2O) 발열 현상 메커니즘
- 아산화동(Cu2O) 발열 현상 방지 대책
- 결론 및 향후 유지관리 방안
용어 정의
- 접촉저항 (Contact Resistance)
- 전기 회로의 접속부에서 두 도체가 접촉할 때 접촉면의 거칠기, 산화막, 압력 부족 등의 상태에 따라 발생하는 전기적 저항
- 아산화동 증식 현상 (Cuprous Oxide Phenomenon)
- 구리 전선 접속부의 미세한 틈새에서 구리가 산화되어 아산화동(Cu2O)이 생성되고, 이것이 반도체 성질을 띠며 지속적으로 발열하는 현상
- 줄 열 (Joule's Heat)
- 도체에 전류가 흐를 때 도체의 전기 저항에 의해 발생하는 열에너지로 저항과 전류의 제곱에 비례함
핵심 내용
가)
- 접속부의 접촉 면적 감소 및 이물질 개입으로 인한 접촉저항 증가
- 접촉저항 증가 부위에 전류 인가 시 국부적인 줄 열 발생
- 지속적인 발열로 인한 접속부 주변 절연물 열화 및 탄화 도전로 형성
- 트래킹, 단락, 누전 등으로 발전하여 주변 가연물 착화 및 발화
공식:
나)
- 시공 불량: 규격 미달의 접속재 사용, 슬리브 압착 및 나사 체결 압력 부족
- 물리적 요인: 전류 개폐에 따른 열 수축 및 팽창 반복, 외부 진동에 의한 나사 풀림
- 화학적 요인: 습기, 부식성 가스, 염분 침투로 인한 접촉면 산화막 및 황화막 형성
- 기계적 피로: 잦은 개폐 동작으로 인한 접점 마모 및 내부 스프링 장력 저하
- 이종 금속 접속: 전위차가 다른 이종 금속 접속에 따른 갈바닉 부식 발생
다)
- 아산화동 발열 메커니즘: 구리 산화, Cu2O 생성, 고온에서 저항이 감소하는 N형 반도체화 진행
- 아산화동의 누적 증식에 따른 비선형적 발열량 증가 및 적열 상태 도달 현상
- 시공 대책: 접속부의 적정 토크 준수 체결, 이종 금속 접속 시 전용 바이메탈 슬리브 사용
- 환경 대책: 부식성 가스 및 수분 침투 방지를 위한 절연 튜브 마감 및 방습 처리 방청 도장
- 유지관리 대책: 열화상 카메라를 활용한 접속부 발열 상태 주기적 점검, 조임 상태 재확인
AI 작성 답안 개요 · 검수 전 · 채점기준과 기준답안은 공개되지 않습니다. 참고용 개요입니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)