케이블 화재 원인과 방지대책

정의와 핵심 키워드

케이블 화재는 전력케이블에서 생긴 열이 불로 번지는 전기화재다.

원인은 절연 열화, 과부하, 단락, 접속 불량으로 나눠 본다.

이 네 가지 키워드를 잡으면 원인과 대책을 짝지어 쓸 수 있다.

발열의 원리

케이블 화재의 출발점은 줄열이다. 전류가 흐르면 도체에서 열이 생긴다.

열은 절연체 온도를 높여 열화를 빠르게 만든다. 열화된 절연은 누설전류를 키운다.

결국 단락 아크가 주변 가연물에 불을 붙인다. 이것이 화재의 기본 경로다.

허용전류 초과와 발열

허용전류 100A인 케이블에 130A가 흐르면 발열은 어떻게 변하는지 보자.

발열은 전류의 제곱에 비례해서 1.69배가 된다.

허용전류를 조금만 넘어도 발열이 크게 늘어난다. 그래서 과부하 보호가 필요하다.

원인 유형과 구분

케이블 화재 원인은 발열 위치에 따라 네 가지 유형으로 나눠 볼 수 있다.

단락형은 고장점에서 발열하고, 과부하형은 도체 전체가 서서히 뜨거워진다.

접속 불량형은 접속 단자가 과열된다. 외부 열원형은 주변 고열이 절연을 열화시킨다.

그래서 답안에서는 단락과 과부하를 나눠 쓰는 것이 감점을 줄인다.

방지 대책

화재 대책은 설계, 점검, 시공, 재료 네 방향으로 나눠 쓴다.

설계 단계에서 허용전류 저감률을 반영해 전선 굵기를 정한다. 접속부는 열화진단과 적외선 측정을 주기적으로 한다.

시공 단계에서는 관통부를 방화구획으로 충전하고 주변 가연물을 치운다.

재료로는 저연기 할로겐프리 난연 케이블을 쓴다. 다만 난연 케이블도 과부하가 계속되면 절연이 무너진다.

열화 진단 시험

절연 열화는 여러 시험으로 진단한다. 대표적인 시험은 네 가지다.

절연저항 시험은 열화 정도의 경향을 보는 대표 시험이다.

유전정접과 부분방전은 교류 시험이라 대용량 시험전원이 필요하다. 그래서 현장 적용에 한계가 있다.

정확한 열화 판정기준은 아직 통일되지 않는다.

정리

정리하면 원인은 단락, 과부하, 접속 불량, 외상과 열화다.

대책은 허용전류 검토, 누전과 과전류 보호, 정기 점검으로 나눠 쓴다.

재료 대책으로 난연·저연기 케이블과 방화 케이블을 함께 떠올린다.