전기화재 원인·대책

전기화재란

전기화재는 전기 에너지가 열로 바뀌어 가연물에 옮겨 붙는 화재다.

화재조사에서는 원인을 발화열원, 발화요인, 최초착화물로 나누어 본다.

이 영상은 주울 열을 중심으로 원인별 발화 과정을 차례로 본다.

주울 열

주울 열은 전류가 도체를 흐르면서 발생하는 열이다.

열량은 전류 I, 저항 R, 시간 t로 H = I²Rt 로 주어진다.

열은 전류의 제곱에 비례하므로 작은 전류 증가도 발열을 키운다.

전류가 두 배가 되면 발열은 네 배가 된다. 이것이 핵심 원리다.

접속부 발열 계산

저항 0.1 Ω인 접속부에 20 A가 흐르는 경우를 계산해 보자.

발열량은 P = I²R 로 구하며, (20)² × 0.1 = 40 W 이다.

접촉저항이 10배가 되면 같은 전류에서 발열도 10배가 된다.

40 W는 작아 보여도 피복 속 좁은 공간에 쌓이면 화재 원인이 된다.

과부하 계산 예

과부하는 허용전류를 넘는 부하가 연결된 상태다.

1,500 W 전열기 한 대는 220 V에서 약 6.8 A다. 두 대면 약 13.6 A다.

여기에 3,000 W 가전을 더하면 전체 전류는 약 27.3 A가 된다.

27.3 A는 허용전류 20 A를 넘으므로 과부하다.

정답은 약 27.3 A다. 과부하는 계산값을 허용전류와 비교해 판정한다.

발화요인 유형 비교

발화요인은 단락, 과부하, 누전, 접촉불량으로 대표된다.

단락은 선간 저임피던스 접촉으로 순간 대전류와 아크가 생긴다.

과부하는 허용전류 초과가 장시간 이어져 피복이 서서히 탄다.

누전은 저항열과 스파크로, 접촉불량은 발열 누적으로 과열된다.

헷갈리는 보호장치

누전차단기와 과전류 보호장치는 맡는 역할이 서로 다르다.

누전차단기는 누설전류를 감지하지만 과부하와 단락은 막지 못한다.

과전류 보호장치는 과부하와 단락을 차단하지만 소량 누설에는 반응하지 않는다.

그래서 두 기기는 병행 설치하고, 아크 결함은 별도로 대비한다.

정리

전기화재는 발화요인별로 원인을 나누고, 원인별로 대책을 맞춘다.

발화요인은 단락, 과부하, 누전, 접촉불량, 절연열화, 트래킹이다.

답안은 원인별 대책을 1:1로 대응시켜 쓰는 것이 핵심이다.