감전사고 발생형태

왜 배우는가: 감전은 전기재해 가운데 사망률이 가장 높은 사고 형태이며, 사고의 발생 형태가 회로 구성에 따라 달라지므로 시험에서 반복해서 출제된다. 발생형태를 회로로 이해해야 대책(접지, 누전차단기, 절연)의 근거를 설명할 수 있다.

출제 이력: 제113회 3교시 2번, 제96회 1교시 2번, 제93회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

감전사고 발생형태는 인체가 전기회로의 일부가 되어 전류가 인체를 통과하는 경로가 만들어지는 방식에 따라 분류하는 것이다.

감전은 인체가 전압이 걸린 두 점 사이 또는 충전부와 대지 사이의 전류 경로에 포함되어 전류가 흐르는 것이다.

핵심 키워드

• 직접접촉 (충전부 직접 접촉)
• 간접접촉 (노출도전부 접촉에 의한 고장전압 접촉)
• 접촉전압 (인체가 동시에 접촉하는 두 점 사이의 전압)
• 통전경로 (전류가 인체를 지나는 경로)
• 통전전류 (인체를 흐르는 전류의 크기)
• 1선 지락 전류 경로 (대지를 통한 귀로)
• 보폭전압 (두 발 사이 전위차)
• 재접촉·2차 재해 (추락·전도)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 설명하면, 사람은 전기가 흐르는 길의 일부가 될 때 감전된다. 전기는 전압이 있는 곳에서 전위가 낮은 곳으로 흐르므로, 사람 몸이 전위가 다른 두 점에 걸쳐지거나 전압이 걸린 곳과 대지 사이를 잇는 순간 전류가 몸을 통과한다. 전류가 흐르지 않으면 감전도 없다.

정식 정의는 다음과 같다. 감전(電擊, electric shock) 은 인체의 일부 또는 전체에 전류가 흘렀을 때 인체 내에서 일어나는 생리적 현상이다. 근육의 수축, 호흡곤란, 심실세동 등이 1차 재해이고, 전도·추락 등은 2차 재해다. 이 둘을 묶어 감전재해라 한다.

직접접촉은 평상시 충전부에 사람이 닿는 경우다. 충전부가 절연되지 않았거나 절연이 파괴되어 노출된 상태에서 발생한다. 간접접촉은 평상시 충전되지 않는 노출도전부(금속 외함 등)가 누전이나 절연 불량으로 전위가 올라간 상태에서 사람이 접촉하는 경우다. 두 경우 모두 인체에 걸리는 전압이 접촉전압이다.

옴의 법칙(V = I × R)으로 보면 통전전류는 접촉전압에 비례하고 인체 저항에 반비례한다. 인체 내부 저항은 거의 일정하므로 접촉전압이 커질수록 전류가 커진다. 다만 피부 저항은 전압이 높아지면 낮아지는 경향이 있어 실제 위험은 더 커진다.

저압 교류에서는 충전부와의 직접접촉이 감전의 일반적 형태이고, 화상 동반 여부는 접촉 조건에 따라 달라진다. 600V를 넘는 고압에서는 접촉하지 않아도 일정 거리 이내로 접근하면 공기가 절연파괴되어 섬락(閃絡, flash over)이 일어나고, 아크로 인한 전기화상이 함께 생긴다.

3. 등장 배경과 필요성

전기 사용이 늘면서 전기설비가 많은 장소에서 감전사고가 증가했다. 전기는 시각·청각으로 위험을 감지하기 어렵고, 사고가 나면 사망으로 이어지는 비율이 높다. 따라서 발생형태를 체계적으로 분류해야 대책을 빠짐없이 세울 수 있다.

발생형태 분류가 필요한 이유는 대책이 형태별로 다르기 때문이다. 직접접촉은 충전부 절연·방호, 간접접촉은 접지와 누전차단기로 막는다. 회로를 그려 어느 경로에 전류가 흐르는지 보여 주면, 설비 설계와 점검의 근거가 된다. 기술사 답안에서도 발생형태를 회로 그림과 함께 설명하는 것이 기본이다.