[소방기술사 제140회 2교시 3번]

2교시 3번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

전기화재 출화의 경과에 의한 화재 발생 원인으로 전선 접속부 등에서 발생하는 현상에 대하여 설명하시오.

  1. 접촉저항 증가와 발화
  2. 접촉 개소와 접점의 접촉 불량 발생 원인
  3. 아산화동(Cu2O) 발열 현상 및 방지 대책
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답안 구조

  1. 개요
  2. 접촉저항 증가와 발화 메커니즘
  3. 접속 개소와 접점의 접촉 불량 발생 원인
  4. 아산화동(Cu2O) 발열 현상 메커니즘
  5. 아산화동(Cu2O) 발열 현상 방지 대책
  6. 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: H=0.24I2RtH = 0.24 I^2 R t

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)

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