개념 한 쪽
전기적 발화원은 국부 저항 증가, 절연물의 열화, 정전기 대전 등의 다양한 메커니즘으로 나타나며, 사고 조사에서는 각 현상의 형태와 흔적을 통해 원인을 판단한다. 전기적 흔적과 일반 탄화 흔적을 구분하는 것이 전기화재 감식의 핵심 포인트다.
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출제기준 단원 「과전류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정전기 방지 대책 판별 | 1 | 정전기 발생 억제 방법 중 틀린 조치를 가리는 문제로 유속의 영향 판단을 요구한다 |
| 절연물 열화 명칭 확인 | 1 | 절연체가 탄화되어 도전성으로 변하는 현상의 명칭을 묻는 정의형 문제를 출제한다 |
| 박리대전 정의 매칭 | 1 | 밀착 물체의 분리로 발생하는 대전 현상을 지칭하는 용어를 선택하게 한다 |
과전류와 관련된 전기적 발화 메커니즘은 여러 양상으로 나타난다. 전선의 일부 단면이 감소하여 국부 저항이 급증하는 반단선은 해당 부위에서 과열이 발생하여 절연 피복이나 주변 가연물을 점화할 수 있다. 반단선은 완전 단선과 구분되며, 전류가 여전히 흐르므로 국부 발열이 문제된다는 점을 기억해야 한다.
불완전접촉은 접촉 면적의 감소로 접촉저항이 증가하여 국부 발열을 유발하는 근본 원인이다. 느슨한 단자나 접촉 불량 부위에서 발생한 고저항은 발열과 아크를 일으켜 발화를 초래하므로, 국부 저항 증가를 근거로 한 원인 규명이 필요하다.
절연물의 열화로 인한 흑연화는 절연체가 소규모 방전이나 고온의 불꽃으로 탄화되어 도전성 물질로 변하는 현상이다. 흑연화가 발생하면 절연 성능이 상실되어 누설전류나 단락을 초래할 수 있으므로, 절연물의 탄화는 전기적 결함의 결과로 중요한 감식 포인트가 된다.
정전기는 마찰대전, 분출대전, 박리대전, 유도대전 등 발생 메커니즘에 따라 구분된다. 분출대전은 유체나 분체가 좁은 개구부를 통해 분출될 때, 박리대전은 밀착된 표면의 분리 시에, 마찰대전은 지속적 마찰 시에 발생한다는 점을 기준으로 현상을 식별해야 한다. 정전기의 발생과 소산을 방지하기 위해서는 접지, 습도 유지, 도전성 첨가, 유속 저지 등의 대책을 고려한다.
감식 현장에서 전기 통전의 직접적인 증거는 용단, 합선흔적, 단자 용융 등 전류가 흐른 결과로 나타나는 물리적 흔적이다. 반면 기판의 전체적인 탄화는 화재의 열에 의한 일반적 열흔적일 뿐 전기 통전의 직접 증거로 보기 어렵다. 따라서 전기흔적과 열흔적을 구분하여 종합적으로 판단해야 한다.
정전에너지와 정전용량이 주어졌을 때 전압을 구하는 대표 계산은 W = 1/2 CV² 공식을 사용하여 V = √(2W/C)로 정리하는 것이다. 예를 들어 정전용량이 40μF이고 정전에너지가 80J일 때, μF를 F로 환산한 후 공식을 적용하여 V = √(2×80 / 40×10⁻⁶) = 2000V를 얻는 방식으로 풀이한다.
감식의 증거 판별 예시는 다음과 같다. 기판 전체의 탄화가 관찰되더라도 이는 화재의 열흔적일 가능성이 있으므로 전기 통전을 직접 입증하지 못한다는 점을 유의한다. 반면 퓨즈의 용단, 합선에 의한 국부 용융, 단자 용융 등은 전류 흐름이나 과전류 발생을 직접 시사하므로 전기적 원인 규명을 위해 주목해야 한다.
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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