전기적 폭발

전기적 폭발의 정의

전기적 폭발은 전로의 고장으로 대전류가 흘러 금속과 절연물이 순간 기화·팽창하는 현상이다.

전기 에너지가 짧은 시간에 열과 압력 에너지로 한꺼번에 바뀌는 것이 핵심이다.

그 결과 압력파, 고온, 용융 금속 비산이 함께 나타난다.

발생 과정

발생 과정은 절연이 파괴되어 상간이나 대지 사이에 단락이 생기면서 시작한다.

고장점에서 아크가 생기고, 아크 열로 도체와 절연물이 기화되어 플라즈마가 된다.

기화된 금속은 부피가 급격히 커져 주변 공기를 밀어내며 압력파를 만든다.

압력파와 함께 용융 금속이 비산하여 2차 화재와 작업자 피해로 이어진다.

단락 때 고장점 전압은 0에 가깝고 전류는 매우 커서 이 과정이 일어난다.

단락과 과부하

과부하는 전류가 정격을 넘지만 단락보다 낮고, 고장점 전압이 완전히 0이 되지 않는다.

단락은 고장점 전압이 0에 가깝고 전류가 매우 커서 전기적 폭발은 주로 여기서 생긴다.

발열량은 줄 법칙으로 나타내며, 전류가 커지면 발열량은 제곱으로 커진다.

그래서 고장전류를 짧은 시간에 끊는 것이 핵심이다.

내부·외부 원인과 예방

전기적 폭발의 원인은 크게 내부와 외부로 나누어 살핀다.

내부 원인은 절연 열화에서 출발해 층간단락이나 권선지락으로 이어진다.

외부 원인은 과부하, 결상, 구속, 순간 과전압 유입 등이다.

과전류 차단과 방폭 설비가 1차 방어선이고, 절연 점검이 2차 방어선이다.

직접 풀기

시험에서는 단락과 과부하를 구분하는지 자주 묻는다.

과부하는 전압이 낮아져도 0이 아니고, 전류는 단락보다 상대적으로 작다.

단락은 고장점 전압이 0에 가깝고 전류가 매우 커서 전기적 폭발의 원인이 된다.

정답은 과부하다. 두 상태는 전압과 전류 기준으로 구분해 보자.

정리

정리하면 전기적 폭발은 고에너지 아크가 도체와 절연물을 순간 기화시키는 현상이다.

예방은 과전류 차단 협조, 방폭구조 선정, 절연 진단을 함께 적용해야 한다.

내부·외부 원인과 예방 단계를 나눠 쓰는 것이 채점 포인트다.