아크현상 설명 영상

아크현상의 정의

아크현상은 전극이나 도체 사이의 절연이 파괴되어 방전이 일어나는 현상이다.

기체 중에 지속적인 방전이 일어나며 고온과 강광을 동반한다.

아크는 전기화재와 아크 화상의 직접 원인이므로 반드시 알아야 한다.

먼저 정의와 발생 원리를 정확히 잡아 두자.

아크가 생기는 과정

접속 불량이 생기면 접촉 저항이 커지고, 여기서 줄열이 집중된다.

열이 쌓이면 절연이 깨지고 기체 이온화로 방전이 시작된다.

방전이 이어지면 고온과 강광이 생기는 아크 방전이 된다.

아크 열이 도체와 주변 가연물을 착화시켜 전기화재로 이어진다.

아크 에너지 계산

아크 발생 열량은 전류의 제곱, 저항, 시간의 곱으로 계산한다.

여기서 I는 아크 전류, R은 아크 저항, t는 지속 시간이다.

예를 들어 전압 20V, 전류 200A, 0.1초라면 아크 출력은 4000W다.

0.1초 동안 400J이 나오므로 국부 화재를 일으키기에 충분하다.

직렬·병렬·지락 아크

아크는 발생 위치에 따라 직렬, 병렬, 지락 아크로 나뉜다.

직렬 아크는 한 도체 내부의 느슨한 접속이나 단선 부위에서 생긴다.

병렬 아크는 선간이나 선과 중성선 사이, 지락 아크는 충전 도체와 대지 사이에서 생긴다.

직렬 아크는 전류가 작아 과전류차단기가 동작하지 않는 경우가 많다.

아크차단기와 한계

과전류차단기와 누전차단기는 전류 크기와 지락 전류를 기준으로 동작한다.

그래서 저전류 직렬 아크나 간헐적 아크는 감지하지 못하는 한계가 있다.

그 공백을 메우는 아크차단기는 고주파 성분을 감지해 회로를 차단한다.

아크차단기가 과전류·누전차단기를 대체한다고 쓰면 흔한 실수다.

핵심 정리

정리하자. 아크는 절연 파괴로 생긴 지속 방전이며 고온과 강광을 동반한다.

발열이 절연 피복을 손상시키고, 그 결과 화재로 이어진다.

대책은 접속 불량, 과열, 피복 손상처럼 원인과 짝지어 쓴다.

답안은 정의로 시작하고, 직렬·병렬·지락 아크를 구분해 쓴다.