개념 한 쪽
절연파괴는 절연물의 열화나 방전 등으로 인해 절연 성능이 손상되어 전기가 새거나 통로가 형성되는 현상이다. 절연의 손상 방식과 그에 따른 흔적은 전기화재 감식에서 원인 규명에 중요한 단서가 된다.
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출제기준 단원 「절연파괴」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정전기 대전 유형 판별 | 1 | 대전 발생 메커니즘을 상황과 매칭하기 |
| 정전기 방지 대책 선택 | 1 | 정전기 발생 억제 방법 중 틀린 설명을 가려내기 |
| 절연물 열화 명칭 확인 | 1 | 절연물 탄화로 인한 도전성화 현상의 명칭을 묻기 |
절연파괴는 절연체가 고온, 스파크, 또는 방전에 의해 탄화되거나 물리적으로 열화되어 도전성을 띠게 되는 현상을 말한다. 절연물이 탄화되어 흑연과 같이 전기적 전도성을 갖게 되는 경우를 '흑연화'라고 하며, 이로 인해 누설 또는 단락이 발생할 수 있다.
절연 표면이나 내부의 오염물질 유입은 절연 저하를 초래하여 표면을 따라 누전 전류가 흐르는 트래킹 현상을 유발할 수 있다. 콘센트나 기기 내부에 수분·기름때 같은 오염물이 존재하면 절연 저항이 낮아져 표면 따라 전류가 흘러 열과 탄소화 경로가 형성될 가능성이 커진다.
절연파괴로 인한 전기적 흔적과 일반 열화 흔적을 구분해야 한다. 퓨즈 용단, 합선 흔적, 단자 용융 같은 현상은 통전이나 과전류의 직접적 증거로 간주한다. 반면 기판의 전체적인 탄화 등은 열에 의한 흔적으로, 전기가 흐른 직접 증거로 보기는 어렵다.
정전기나 유동에 의한 대전, 박리대전 등 대전 메커니즘과 절연 열화는 서로 다른 맥락에서 화재 위험을 증가시킬 수 있다. 유동대전·분출대전·박리대전의 발생 조건을 구분하면 정전기 유발 상황에서의 절연 취약성을 판단하는 데 도움이 된다.
(추가 예시) 콘센트 내부에 물기나 기름때가 유입되어 표면을 따라 누전이 발생하고 트래킹으로 이어진 사례에서는, 표면 흔적과 탄화 경로를 추적하여 오염물이 절연 저하를 야기했음을 설명할 수 있다.
정전기를 방지하기 위한 대책으로 틀린 것은?
정답 ④ · 문제는 정전기 발생을 억제하기 위한 대책 중에서 적절하지 않은 것을 찾는 것이다. 정전기 제거 방법으로는 접지를 통해 전하를 흘려보내기, 공기 습도를 높여 표면 누설을 촉진하기, 비전도성 재료에 도전성 첨가제를 넣어 표면 저항을 낮추는 방법 등이 있다.
정전기 방전을 막으려면 접지, 습도 유지, 도전성 첨가, 유속 저지가 필요하며 빠른 유속은 정전기 발생을 촉진한다.
절연물이 소규모 방전 또는 고온의 불꽃에 의해 탄화되어 도전성 물질로 되는 것은?
정답 ② · 문제는 절연물이 소규모 방전이나 고온 불꽃으로 탄화되어 전도성을 띠게 되는 현상의 명칭을 묻고 있다. 절연체가 탄화되어 흑연과 유사한 도전성 상태가 되는 현상은 흑연화라고 하며 이는 절연체의 열화로 인해 발생한다.
절연물이 고온이나 스파크에 의해 탄화되어 전기가 통하는 흑연 상태로 변하는 현상을 흑연화라고 한다.
서로 밀착되어 있는 물체가 떨어지거나 벗겨져 떨어질 때 전하분리가 일어나 정전기가 발생하는 현상은?
정답 ① · 문항은 서로 밀착된 물체가 분리될 때 발생하는 전하 분리 현상의 명칭을 묻고 있다. 두 표면이 붙어 있다가 떨어질 때 표면 전하가 분리되어 정전기가 발생하는 현상은 박리대전이라고 하며, 이는 접착제 떼기나 필름 벗김 등에서 흔히 발생한다.
서로 밀착된 물체가 분리될 때 표면의 전하 불균형으로 정전기가 발생하는 현상을 박리대전이라고 한다.
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