개념 한 쪽
인체에 흐르는 전류의 크기가 어느 단계에 닿는지, 접촉 상태에 따라 전압을 어디까지 낮춰야 하는지를 묻는 문제다. 전격 위험을 결정하는 요인이 한 축이고, 감지에서 이탈한계까지 이어지는 전류의 단계가 다른 축이며, 접촉상태별 허용접촉전압과 피부저항의 변화가 세 번째 축이다.
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출제기준 단원 「통전전류의 크기 및 그에 따른 영향」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전격 위험 요인 선택 | 1 | 통전전류 크기·시간·경로로 위험을 설명하는 보기를 고른다 |
| 허용접촉전압 옳지 않음 판정 | 1 | 접촉상태별 허용접촉전압 값에서 틀린 것을 고른다 |
| 허용접촉전압 수치 선택 | 1 | 현저히 젖은 상태의 허용접촉전압을 고른다 |
감전이 얼마나 위험한지는 세 가지가 결정한다. 흐르는 전류의 크기, 전류가 흐르는 시간, 그리고 전류가 지나가는 경로이다. 이 가운데 위험도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 통전전류의 크기이고, 경로는 심장을 지날수록 위험하다. 위험도가 큰 순서는 오른손에서 가슴으로 흐르는 경로, 양손에서 양발로 흐르는 경로, 왼손에서 등으로 흐르는 경로, 왼손에서 오른손으로 흐르는 경로의 차례이다. 주파수는 높다고 해서 더 위험한 것이 아니므로 주파수의 크기를 위험 요인으로 내세우는 보기는 걸러 낸다.
전류 크기의 단계는 숫자로 외운다. 상용주파수 교류에서 성인 남자가 전기를 느끼는 감지 한계는 약 1mA이고, 고통을 느끼기 시작하는 고통한계 전류는 7~8mA이다. 인체 운동의 자유를 잃지 않고 스스로의 힘으로 충전부에서 벗어날 수 있는 최대의 전류를 이탈전류 또는 마비한계전류라 하며 약 10~15mA의 범위이다. 감전 시 자기 힘으로 충전부에서 떨어질 수 있는 한계 전류라는 뜻의 가수전류 설명도 같은 계열에서 나온다. 이 단계를 넘어서면 손을 스스로 뗄 수 없어 감전이 지속된다.
같은 전압이라도 인체의 저항이 낮아지면 전류는 커진다. 건조한 상태의 피부저항을 2500Ω·cm²로 보면, 땀이 나서 염분과 수분이 피부에 묻으면 저항은 약 12분의 1에서 20분의 1로 떨어져 125~208Ω·cm²가 된다. 손이 젖었거나 금속성 전기기계·구조물에 신체가 상시 접촉하는 작업 환경이 위험한 이유가 여기에 있다.
그래서 접촉상태별로 허용하는 접촉전압을 달리 정한다. 제1종은 2.5V, 제2종은 25V, 제3종은 50V, 제4종은 제한이 없다. 인체가 현저하게 젖어 있는 상태나 금속성 전기기계장치·구조물에 인체의 일부가 상시 접촉되어 있는 상태는 제2종에 해당해 일반적으로 25V 이하로 제한한다. 42V처럼 사이값은 실제 기준에 없는 수치이다.
감전 전류의 계산은 회로의 저항을 전부 직렬로 더해 옴의 법칙을 한 번 적용한다. 대지에서 용접작업을 하던 작업자가 무부하전압 100V의 용접봉에 접촉했을 때 손과 용접봉의 접촉저항 20kΩ, 인체 저항 1kΩ, 대지 저항 30kΩ이면 전체는 51kΩ이고, 전류는 100V를 51kΩ으로 나눈 약 2.0mA이다. 감지는 되지만 이탈한계보다 작은 전류이다.
학습목표: 감전사고로 인한 인체 손상 정도를 결정하는 인자를 식별할 수 있다.
감전에 따른 인체의 손상 정도를 결정하게 되는 주된 인자는 통전전류의 크기, 통전 경로, 통전시간, 전원의 종류 등이 있다.
NCS 학습모듈 2306010202 전기안전관리 계획수립 · 1-1. 전기설비 점검 일정 주기별 작성
요인을 묻는 문제는 통전전류의 크기를 최우선으로 답하고 주파수가 높을수록 위험하다는 보기를 걸러 낸다. 경로 순서 문제는 심장을 관통하는 오른손-가슴이 가장 위험하다는 하나만 기억하면 나머지가 줄을 선다. 단계 숫자는 감지 1, 고통 7~8, 이탈 10~15의 세 값을 mA로 짝지어 답한다. 허용접촉전압은 2.5, 25, 50의 배수 간격으로 외워 사이값을 함정으로 가려 내고, 젖은 상태라면 25V 이하를 고른다. 계산 문제는 저항부터 전부 더해 전압을 나누면 끝난다.
지락이 생긴 경우 접촉상태에 따라 접촉전압을 제한할 필요가 있다. 인체의 접촉상태에 따른 허용접촉전압을 나타낸 것으로 다음 중 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 인체의 접촉 상태에 따른 허용 접촉 전압 기준은 인체의 저항 상태와 환경적 요인을 고려하여 정해집니다. 제1종은 인체가 물에 젖은 등 가장 위험한 상태로 2.5V 이하, 제2종은 습한 환경으로 25V 이하, 제3종은 일반적인 건조한 상태에서 사람이 접촉할 수 있는 경우로 50V 이하(또는 42V 이하로 적용하기도 함)입니다.
허용접촉전압은 제1종 2.5V, 제2종 25V, 제3종 50V, 제4종 무제한이며 42V는 잘못된 수치다.
다음 중 전격의 위험을 가장 잘 설명하고 있는 것은?
정답 ③ · 전격의 위험을 결정하는 요인을 바르게 설명한 선지를 고르는 문제이다. 전격의 위험도는 통전전류의 크기, 통전 시간, 통전 경로, 즉 인체의 어느 부분을 흐르는지에 따라 결정된다.
전격 위험은 '전류 크기·통전 시간·통전 경로(심장)' 3요인이 결정하며, 주파수는 높다고 더 위험한 게 아니다.
인체가 현저하게 젖어있는 상태 또는 금속성의 전기기계 장치나 구조물에 인체의 일부가 상시 접촉되어 있는 상태에서의 허용접촉전압은 일반적으로 몇[V] 이하로 하고 있는가?
정답 ② · 인체가 현저히 젖어 있거나 금속성 기계장치·구조물에 상시 접촉한 상태의 허용접촉전압 기준을 묻는 문제이다. 이런 상태에서는 인체저항이 크게 감소하므로 감전 방지를 위해 허용접촉전압 기준이 일반 상태보다 강화된다.
인체가 현저히 젖거나 금속에 상시 접촉하면 인체저항이 급감해 허용접촉전압은 25V 이하로 낮아진다.
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