가스 경보기 이론
1. 시스템 개요
산업의 고도성장으로 인하여 많은 공장 및 연구소. 학교. 공공시설물등에서 폭발성 가스 및 유 독성 가스의 생산, 저장, 운송, 사용, 폐기 등으로 인한 푹발사고 및 안전사고로 산업재해가 빈 번히 발생되고 있다. 이러한 가스에 의한 위험성은 가연성가스에 의한 인화, 폭발, 독성가스에 의한 중독사고등, 산업재해의 위험으로부터 귀중한 생명을 보호하는데 목적을 두고있다
2.가스검지기의 종류 및 검지방법
2-1. 가스검지기의 검지방법
가스를 검지하여 그 농도를 전기신호로 변환하는 가스검지부는 가장 중요한 구성부 분이 고, 이부분의 역할이 검지기 성능을 결정한다. 가스검지 방법은 확산식과 흡입식의 2가지 방법이 있는데 모두 가스검출단부 근처에 설치된다.
2-2. 가스 검지기 구성
2-2-1. 종류
가스별 : 가연성, 독성, 산소 검지기
용도별 :
산업용 - 산업현장의 조건 : 온도, 습도, 변화, 풍향, 풍속, 날씨변화 등에도 안 정된 출력을 얻을수 있는 신뢰성이 높은 검지기
일반용 - 실내 등의 일정한 조건아래 사용 가능한 제품으로 산업용으로 사용하는 것은, 안정성에 문제가 있다.
감시 목적별 :
휴대용 - 작업자가 작업도중 휴대할수 있는 검지부로서 센서, 지시계, 경 보계등이 일체식으로 되어있다.
고정식(설치용) - 일정한 장소에 설치 고정되어 24hr/Day로 연속 감시하 는 감지기로 감지부와 지시부가 분리되어있다.
검지기 방식별 :
확산식 - 검지센서가 대기중에 노출되어 있어 측정가스의 확산에 의해 검출하는 방식
흡입식 - 측정 가스를 펌프나 AIR ASPIRATOR에 의해 강제 흡입하여 검지(확산식설치 불가능한 장소에 이용)
2-3. 확산식, 흡입식의 구조와 특징
2-3-1. 확산식
확산식 가스감지기는 가스가 누설되면 대기중의 공기와 혼합된 가스의 농도를 측정하는 방법으로서 일반적으로 가장 많이 적용되는 방법이다. 확산식 감지기는 누설시 기류등 의 받을수 있으므로 설치시 위치고려와 아울러 신속하게 감지할수 있는곳에 설치하여 가스누설을 측정하도록 한다.
2-3-2. 흡입식(산업용)
진동펌프 혹은 인젝타 등으로 구성된 통기부를 검지부와 합해서 설치하여 강제적으로 가스를 흡입해서 검지부에 가스를 접촉시키는 방식이다. 협소한장소, 근접하기 위험한장소, 기타 높은 장소나 낮은 장소와 같은 보수시에 안으로 들어 가기가 곤란한 장소에 사용된다. 이와같은 곳에 검지단부를 정한경우에 최대한 안으로 들어간 장소에 검지부를 설치하고 검지단부 까지를 가스채최관해서 결합한다. 가스의 흡입로에 가스검지를 방해하는 조건을 개선하기 위해 먼지, 습도, 온도조절 등의 전처리장치를 삽입하는 것도 가능하다. 인화, 폭발방지상, 전기기기의 설치가 제한되는 장소의 가스검지도 흡입식을 사용하는 것으로 가능하다.
3. 가스감지기의 가스별 분류
3-1. 가스감지기의 분류
- 가연성 가스 : 공기중에 산소와 반응하여 연소하는 가스 ( LNG, LPG, CH4, H2, i-C4H10, etc.. )
- 독성가스 : 인체 허용농도(TLV)가 200ppm 이하인 가스 ( NH3, CO, CL2, COCL2, VCM, etc.. )
- 불활성 가스 : 분자 구조가 안정되어 있어 화학 반응을 하지않는 가스 ( He, Ar, Ne, etc.. )
- 조연성 가스 : 연소하는 것을 도와 주는 가스 ( O2 )
- 불연성 가스 : 전혀 연소하지 않는 가스 ( N2, CO2, Freon, etc.. )
3-2. 비중에 따른 분류
- 중가스 : 공기보다 무거운 가스 ( i-C4H10, C2HOH, VCM, etc.. )
- 경가스 : 공기보다 가벼운 가스 ( H2, CH4, He, etc.. )
3-3. 가스종류별 검지농도
| 가스의 종류 | 검지 농도 |
| 가연성 가스 | 폭발하한계의 1/4 이하 |
| 독 성 가 스 | 허용농도치 이하 |
| 산 소 | 25% 이하 18% 이상 |
4. 용어설명
4-1. % LEL : LOWER EXPLOSIVE LIMIT ( 폭발 하한치 )
가 연성 가스가 공기중의 산소와 혼합되어 있는 경우, 혼합가스 조성에 따라 점화원 에 의해 착화된다. 즉 혼합가스의 연소 가능한 범위를 폭발 범위라 하며, 그 최저 농도를 폭발하한치(LEL), 최고농도를 폭발상한치(UEL)이라고 한다.
4-2. TLV : THRESHOLD LIMIT VALUE (허용농도)
- 유독 가스 등이 공기중에 존재하는 작업장에서 1일 8시간 정도 작업을 매일 계속하 여도 건강에 이상이 없는정도.
- ACGIH, 일본산업 위생학회에서 권고하는 농도임.
- 이 농도는 작업시간중의 시간 가중농도 평균치를 나타내므로 일시적으로 이 기준 농도보다 높은 농도에서 작업하는 것은 허용 될 수있다. 예). 암모니아 (NH3) : 25ppm 일산화 탄소 (CO) : 50ppm, 염소 (CL2) : 1ppm, 염화수소 (HCL) : 5ppm
4-3. STEL (Short Tern Exposure Limit )
- 작업자가 15분 이내에 작업할 때 허용될수 있는 농도
4-4. %, ppm, ppb
- 양을 나타내는 단위로서, 가스일 경우에는 부피비를 뜻한다.
- PERCENTAGE (%) : 백분율
- ppm : 백만분율 ( PART PER MOLLION )
- ppb : 10억분율 ( PART PER BILLION ) - 1% = 10,000ppm = 1,000,000,000ppb - 1ppm = 1,000ppb
4-5. LPG ( LIQUIFIED PETROLIUM GAS )
- 액화 석유가스로서 주성분은 프로판(C3H8 약 85%)이다.
- 공기보다 무겁다.
4-6. LNG ( LIQUIFIED NETURAL GAS )
- 액화 천연가스로서 주성분은 메탄(CH4)이다.
- 공기에 비해 가볍다.
가스누출 감지 검지 장치의 설치 기준
가스누출 감지 및 검지 장치의 설치 기준은 산업 안전과 화재 예방을 위해 매우 중요한 요소입니다. 일반적으로 다음과 같은 기준이 적용됩니다:
설치 장소
- 누출 위험이 높은 지역: 펌프, 압축기, 밸브 연결부 등 가스가 새어나올 가능성이 높은 곳.
- 밀폐된 공간: 가스가 축적될 가능성이 있는 실내 공간이나 환기가 어려운 장소.
- 저장 시설: 가스 저장 탱크 주변 및 대량 누출 위험이 있는 장소.
- 폭발 위험 구역: 인화성 가스가 존재하는 산업 시설 내 특정 구역.
설치 기준
- 감지기 배치: 가스의 특성에 따라 공기보다 가벼운 가스는 천장 부근에, 무거운 가스는 바닥 근처에 설치.
- 감지기 간격: 시설의 크기와 가스 확산 특성을 고려하여 적절한 간격으로 배치.
- 경보 시스템 연계: 감지기가 가스를 탐지하면 즉시 경보를 울리고 환기 시스템을 작동하도록 설정.
- 정기 점검 및 유지보수: 감지기의 정확한 작동을 위해 주기적인 검교정 실시.
관련 규정
- KS C 6591: 가연성 가스 감지기의 설치 및 유지보수 기준.
- 화학물질관리법: 유해 화학물질 취급 시설의 검지 및 경보 설비 설치 의무.
- KOSHA GUIDE P-166-2020: 산업 안전을 위한 가스 감지기 설치 지침.
단락전류 억제 대책
1.개요
변전설비 용량 증설로 단락용량의 증가하게 되면 기존 차단기의 용량 부족하게 되어
사고점의 파괴 및 2차 재해유발 되므로 이때 보호기기 교체대신 단락전류 억제 대책 필요
2.단락전류 억제 대책
가.계통분리
1)원리 :A점 사고시 CB₃를 차단 계통 분리 후 CB₂차단
2)장점 :설치비가 저렴하고 차단기 단락용량이 적어도 된다
3)단점 :CB₃ 재병렬 투입 필요 동작협조와 인터록 등 회로 복잡
4)문제점:계통분리가 끝날때까지 과대한 전류가 흘러 기계적 파손 우려
나.변압기 임피던스 제어
1)원리 :변압기 임피던스를 늘려 단락전류 제한
2)장점 :차단기 가격보다 임피던스 상승이 저렴
3)단점 :변압기 특별주문 전압변동이 너무크면 전압이 강하 된다
다. 한류 리액터 설치
1)원리 :단락용량 증가시 한류 리액터 추가 설치하여 단락전류의 억제
2)장점 :큰 단락용량에 대응 조작 보수가 용이 MCB사용 결상방지 안전성을 확보
3)단점 :설치면적 운전손실 증가 전압변동 증가가 너무 크면 전압이 강하
4)적용 :특고압 고압회로 보다는 저압측 분기회로에 채택
라.후비보호(캐스캐이드 방식) :경제적인 차단을 하기 위한 방식
1)원리 :CB₂의 차단용량이 A점 단락용량 보다 적을때 단락용이 큰 CB₁ 차단 후비보호
⇒개폐기 협조 어려워 주로 저압회로에 적용
2)CB₂ 캐스캐이드 보호조건
①통과 에너지 통과전류 파고치 :아크 에너지등이 CB₂ 허용치 이내 일것
②CB₂ 전차단 특성곡선과 CB₁개극시간 교점이 CB₂ 차단용량 이내 일것
3)CB₁의 캐스캐이드 보호조건 CB₁ 개극시간이 짧고 아크전압이 높은것이 적당
4)주의점
①CB₁의 순시 트리핑전류 눈금은 CB₂ 정격차단 용량의 80(%) 이내 일것
②회로의 단락전류는 제조자가 권장하는 캐스캐드 용량 이내 일것
③CB₂의 차단용량이 추정단락 용량보다 적을때 CB₁차단 용량을 추정
④후비 보호용은 PF를 사용하는 것이 좋다
마.한류 FUSE에 의한 Back-UP 차단방식
전력 FUSE의 한류특성에 의한 고속차단으로 단락전류를 억제
바.계통 연계기사용
1)원리:계통분리 직렬리액터 설치하면 회로가 복잡 계통구성의 악화 전압강하 정전범위가 넓다
2)이러한 결점을 해소 하고자 계통연계기를 사용하여 단락전류 제한
3)장점 :
①공급 신뢰도 및 안전성 확보 전압 변동이 없고 정전 범위제한
②응답속도 빠르다(1/2싸이클)
③단락전류 차단시 연계기 즉시 복귀
④연계기 설치방법: 전력회사와 연계점 모선간에 설치하고 급전피더에 삽입 변압기 2차측에 직렬삽입
사.저항에 의한 한류 방식
1)초전도 소자의 이용 : 상시 Rs=0 이 되고 사고시 소자에 자계를 가하여 상전도 를 이행하여 단락전류 억제
2)극저온 소자의 이용:극 저온소자의 발열에 의한 저항 증가로 전류 억제
원본 위치 <http://cafe.naver.com/ArticleRead.nhn?articleid=140482&clubid=11035222>
3-4-1. 피로
o. 피로란 일정시간 작업을 계속하면 발생하는 일종의 심리적 불쾌감
o. 피로의 원인
- 인간적 요인 (시속범위내 환자는 생정신으로 간다)
작업시간, 속도, 범위, 내용, 환경, 자세, 생체적 리듬, 정신적.신체적 상태
- 기계적 요인 (배.감.색.종.이)
조작부분의 배치․감촉, 기계의 색체․종류, 기계이해의 난이도
o. 피로증상 : 집중력 감소, 나태, 불쾌감 증가, 몸자세가 흐트러지고 지침
관심, 흥미 감소
o. 피로회복
- 휴식, 수면(가장 좋은 방법)
- 충분한 영양, 산책, 체조, 음악감상, 목욕, 맛사지
o. 피로는 불안전행동을 유발하는 산업재해의 원인으로 충분한 휴식과 작업강도를
적정히 유지하여 근로자 피로를 사전에 예방해야 한다.
3-4-2. 휴먼에러
o. 산업재해의 대부분은 인간의 불안전한 행동으로 발생
o. 불안전한 행동(휴먼에러)의 원인
- 1차적 원인 - (지.기.태.인)
. 위험에 대한 지식부족
. 안전작업에 대한 기능미숙
. 안전에 대한 태도불량
. 인간특성에 대한 에러
- 배후원인
① 직접요인(인적요인)
→ 심리적요인 : 소홀, 망각, 착오, 착각, 무의식적 행위
→ 물리적요인 : 육체적 피로, 부적합한 에너지보급, 근로자적성 불일치
② 간접요인(외적요인)
→ 원활하지 않는 인간관계 요인
→ 인간공학적이지 않는 설비 요인
→ 작업시간, 강도, 소음, 진동 등의 작업적 요인
→ 교육훈련, 감독 등의 관리적 요인
o. 불안전한 행동의 유형(에러의 기본 유형)
- 경실수(slips)
계획된 과업 중 오류 발생, 익숙한 환경의 잘 숙련된 근무자에게 발생
비슷한 여러개의 스위치 중 잘못 선택한 경우
- 실패(mistakes)
부적정한 계획으로 목적 수행 실패, 운전원이 잘못된 절차 선택으로 고장
o. 불안전한 행동의 대책
- 교육적(education) : 안전지식, 기술 반복 교육, 안전교육 생활화
- 관리적(enforcement) : 조직체계 정비, 관련 제반기준 마련
- 기술적(engineering) : 인체공학적 설비 구성, 위험 적은 원재료 사용
- 환경적(environment) : 온도, 습도, 조도 개선, 충분한 휴식, 적성검사
o. 인간의 불안전한 행동을 유발시키는 배후요인을 사전에 제거하는 것이 중요하며
이를 위해 작업자간 의견정보와 팀워크가 매우 중요하다
4-1. 전격에 영향을 미치는 요인
o. 통전전류의 크기 - 전격에 가장 큰 영향, 보통 10mA 이상시 상해
o. 통전경로 - 감전시 인체의 통전경로에 따라 위험성이 달라짐,
심장부근 지날수록 위험한데,
왼손에서 오른손으로 100mA 통전하는 것과
왼손에서 한발로 40mA 통전하는 것의 위험성은 같다
o. 통전시간과 전격인가 위상 - 통전시간에 비례하여 위험도 증가
- 달지엘식 심실세동전류값 I = 165/√t [mA)
- 통전시간이 길어지면 낮은 전류에도 심실세동이 발생
- 심장 박동주기중 T파(심실수축 종료시 파형)에 전격 가해지면
심실세동 확률이 증가
o. 전원의 종류 및 주파수 - 직류보다 교류, 고주파보다 저주파(50-60Hz) 더 위험
o. 인체 조건 : 보통 인체저항 5,000Ω이나 피부가 젖은 상태, 근로환경 등
따라 500Ω까지 감소
o. 주변환경 : 감전자가 대지와 접촉한 상태, 여름철(겨울철 3-4배) 더 높음
4-2. 감전사고 형태 5가지
- 충전된 전선로에 인체가 접촉하는 경우
: 인체를 통해 대지로 지락전류가 흘러 감전되는 경우로 대부분 감전사고 해당
- 누전된 전기기기에 인체가 접촉하는 경우
: 절연이 불량한 전기기기에 주로 발생
- 전기회로에 인체가 단락회로를 형성하는 경우
: 인체가 직접 또는 도전성물체를 통해 단락되며, 교류아크용접기에서 많이 발생
- 고압전선로에 인체가 접근하여 섬락을 이루는 경우
: 이 경우 화상이나 감전 발생
- 초고압 전선로에 인체가 접근하여 인체에 대전된 전하가
접지된 금속체에 방전하는 경우
: 송전선로 주변서 주로 발생하고 작게는 짜릿한 느낌에서 크게는 전격으로 사망
4-3. 전기화상자 구호방법
o. 전기화상은 인체를 직접 통전해서 생기는 열상과 아크로 인한 화상으로 구분하며
일반화상과 달리 많은 치료시간과 전문적인 치료를 요구함
o. 열상은 줄열에 의해 단백질이 응고하고 피부 내부조직이 파괴되는 것이고
아크화상은 금속이 고온에 녹아 가스화되어 피부에 침투하는 것을 말함
o. 전기화상의 증상 : 감전성 궤양, 전류반점, 피부의 광성변화, 표피박탈, 전문
o. 응급조치
- 화상부위를 식염수나 물을 끼얹어 화상이 깊어지는 것을 방지하는 것이 매우 중요
- 상처부위를 붕대로 감아 줌
- 환자가 입은 옷을 벗기지 말고 빨리 병원으로 후송
- 크기가 작은 화상은 흐르는 물에 상처 식히고 물집 터트려선 안됨
4-4. 반전격
o. 정의
인체의 통전전류가 심실세동전류를 넘어서 어느정도 이상이 되면
심실세동을 일으키는 확률이 점점 감소되는 현상
o. 반전격 이유
대전류에 의해 인체가 감전되면 심장은 세동을 하지 않고 심장근육이 수축하여
일시적으로 맥동은 정지하게 되는데
아주 짧은 시간인 경우 전격 후 곧바로 정상맥동으로 돌아오기 때문이다
o. 활용
심실세동을 일으켰을 때 자연적으로 회복하지 못하므로 큰 전류를 단시간에 흘려
정상적인 맥동으로 돌아오게 세동제거장치로 이용
(대인-480V, 소인-120V, 5A, 0.25초)
4-5. 감전사고에 의하여 사망하는 요인
o. 감전사고는 중대재해이거나 인체의 부상정도가 심하고 사망률이 높은 편이다.
o. 심실세동에 의한 사망
- 전류가 인체를 통과하면 심장이 정상맥동이 아닌 불규칙한 세동을 하여
혈액순환이 원활하지 못하여 사망
- 달지엘의 식을 보면 심실세동전류 I = 165/√t mA 로서
통전시간이 길면 낮은 전류에도 심실세동이 발생
o. 호흡정지에 의한 사망
- 흉부나 뇌의 중추신경에 전류가 흐르면 흉부근육이 수축되고 신경이
마비되 질식하여 사망
o. 화상에 의한 사망
- 고압선로에 인체가 접속시 대전류에 의한 아크로 인하여 화상으로 사망한다.
- 저압선로에 인체가 장시간 접속되면 줄열에 의하여 내부 신경이
손상되어 사망하거나
o. 이외에도 전격에 의한 2차재해로 추락이나 전도로 인하여 사망
o. 감전사고시 사망자 통계를 보면 85%이상이 당일이나 24시간이내 사망하므로
당일을 넘기면 생존확률이 높아진다.
4-6. 감전사고 발생시 조치사항
① 감전자 구출 : 전원을 차단하거나 접촉된 충전부에서 감전자를 분리
안전지역으로 대피
② 감전자 상태 확인 : 큰소리로 소리치거나 볼을 두드려서 의식 확인 -
입,코에 손을 대어 호흡 확인 -
손목이나 목 옆 동맥 짚어 맥박 확인
- 추락시에는 출혈이나 골절유무를 확인
- 의식불명이나 심장정지시에는 즉시 응급조치를 실시
③ 응급조치
- 기도확보 : 바르게 눕히고 턱을 댕기고 머리를 젖혀 기도 확보,
입속의 이물질 제거 및 혀를 꺼냄
- 인공호흡 : 매분 12-15회, 30분이상 지속,
인공호흡 소생률 : 1분-95%, 3분-75%, 4분-50%, 5분-25%
4분이내 최대한 빨리 인공호흡 시작하는 것이 중요
- 심장마사지 : 심장이 정지한 경우에는 인공호흡과 함께 동시 진행(심폐소생술)
심장마사지 매초에 1회, 마사지 5회 후 인공호흡 1회
흉골사이를 압박함
- 회복자세 : 감전자가 편안하도록 머리, 목 펴고 사지는 약간 굽혀 회복자세 취함
④ 감전자 구출 후 구급대에 지원요청하고, 주변 안전확보하여 2차재해를 예방
o. 감전사고의 경우 응급조치 시기를 놓쳐 사망하는 경우가 많은데 평소 인공호흡법이나
심폐소생술을 훈련하여 안전사고에 대처해야 한다.
4-7. 인체의 생리현상에 따른 통전전류
- 최소감지전류 : AC-0.5mA, DC-2mA (사람에 따라 차이 발생)
고통없이 전류를 느끼는 최소전류
- 고통한계전류(가수전류) : AC-10mA, DC-30mA
고통을 참을 수 있고 스스로 이탈가능한 전류
- 마비한계전류(불수전류) : AC-10∼15mA, DC-60∼90mA
통전부위가 근육경련 등으로 인하여 자력으로 이탈할 수 없는 전류
- 심실세동전류 : AC-30mA, DC-90mA 이상
o 달지엘식 심실세동전류값 I = 165/√t [mA)
통전시간이 길어지면 낮은 전류에도 심실세동이 발생
4-8. 마이크로 쇼크, 매크로 쇼크 및 등전위접지
o. 매크로 쇼크 : 의료용 전기기구에 흐르는 전류가 심장부와 멀리 떨어져 흘러
심실세동을 일으키는 경우의 감전
누설전류 허용치 : 0.1mA
- 대책 : 모든 의료기기나 전기기기 외함을 보호접지를 실시한다.
o. 마이크로 쇼크 : 의료용 전기기구에 흐르는 전류가 심장부에 가까이 흘러
심실세동을 일으키는 경우의 감전
누설전류 허용치 : 10μA
- 대책 : 환자가 접속할 수 있는 모든 금속체는 등전위접지를 실시한다.
o. 방지대책
- 보호접지(매크로), 등전위 접지(마이크로), 의료용기기 설계 제작시
누설전류 최소화, 의료용기기 사용장소 청결, 정리정돈
- 흉부수술실 등은 전원차단시 인명피해가 발생할 수 있으므로
절연변압기를 통해 비접지하여 전원을 공급
o. 등전위접지
- 등전위접지란 : 여러 의료용기기의 노출 도전성부분을 등전위하여 전위차를
생기지 않게 하는 것
- 의료감전 특징 : 일반감전은 수십mA이나 의료용감전은 수십μA 발생,
마취상태에서 감전 더욱 치명적
- 만일 의료용기기의 접지점 전위가 다르면 전위차로 인하여 기기간 전류가 흘러
환자에게 위험
- 마이크로 쇼크인 경우 안전전류10μA, 인체저항 1,000Ω인 경우
10μA × 1,000Ω = 10mV
∴ 기기간 10mV 전위차 없어야 하므로 등전위접지가 필요
- 등전위접지의 적용범위
Arm's reach로 환자를 기준으로 반경-2.5m, 높이 2.3m 이내의 노출도전성부분은
등전위접지를 실시해야 함
o. 등전위접지는 인간의 생명과 직결되므로 안전성이 보장되어야 하고
노이즈나 이상전류가 침입하지 못하도록 대책이 필요함
5-8. 지중전력구/맨홀 작업시 조치사항
o. 지중전력구나 맨홀 작업시 가스질식등의 안전사고가 발생할 수 있으므로
충분한 안전대책을 세운 후 작업해야 한다
o. 안전장구 준비 : 보호구, 방호구, 표시용구, 검출용구
o. 환기 : 송풍기로 강제 환기
o. 가스측정 : 유해가스 여부 및 산소농도 21% 이상시 작업
o. 작업인원 : 2인 이상이며 지상에 보조인원 배치
o. 보호구 착용 및 휴대용 측정기로 유해여부 수시 확인
o. 조명 확보하여 적정 조도 유지 및 비상으로 휴대용 랜턴 준비
o. 지상안전물 설치 및 필요시 교통안전요원 배치
5-9. 건설현장 전기안전 대책
o. 배경
건설현장은 대형장비의 사용으로 전기용량이 크고
임시동력으로 전기공사 및 자재가 불량하며
잦은 이설,공기단축으로 인한 안전을 경시하는 분위기이고,
불특정 다수의 사용으로 전기안전에 취약하다
o. 감전사고 형태
- 파이프, 철근, 사다리에 선로 접촉
- 항타기, 크레인등이 선로접촉
- 불량 분전반이나 무자격자 시공으로 충전부위 인체접촉
- 임시전선 절연불량으로 감전
- 교류아크용접기에 의한 감전
o. 건설현장에서 안전사고 위험이 높은 가공전선로, 임시배선,
이동식전기설비에 대한 대책으로 나뉘어서 설명하면
① 가공전선로에 대한 대책
- 가능하면 공사장 주위의 선로 이설(현실적 어려움)
- 선로 주위에 담, 울타리 및 절연망 설치
- 선로에 방호구 설치
- 감시자 배치 및 위험/주의 표지판 설치
- 지속적인 교육 및 작업계획 수립
② 임시배선에 대한 대책
- 유자격자 이외 시공 금지
- 모든 배선반 분전반에서 인출
- 차단기 적정용량 사용
- 접지선 있는 케이블 사용
- 중량물이나 기계적 압력으로부터 손상 방지(강관)
③ 이동식 전기설비에 대한 대책
- 전원측 누전차단기 사용
- 작업 후 전원차단
- 금속제 외함 접지
- 전원선 및 플러그 손상시 즉시 보수
- 접지선 있는 케이블 사용
④ 교류아크용접기에는
- 자동전격방지기 설치
- 절연 용접봉 홀더 사용
- 용접용 케이블 사용
- 공통선은 용접부에 가까이 하여 작업
접지에 관한 사항입니다.
7-11. 전기화재 조사시 유의사항(조사자 역할)
o. 전기화재의 원인은 합선, 과부하, 접촉불량, 누전 등으로 다양하며
화재현장을 세밀히 관찰하고 관계자의 청취를 들어야 한다.
그리고, 객관적 사실을 근거로 과학적으로 조사하여
발화원인과 연소확대 요인을 규명하여야 한다.
o. 전기화재의 궁극적인 목적은 화재를 예방하고 억제하는 것이다
o. 전기화재 조사시 유의사항
- 현장 도착 당시 상황을 정확히 기억해 두어야 한다.
- 화재를 진압하기 전에 최대한 증거를 수집한다.
- 사진촬영이나 물적증거를 최대한 확보해 둔다
- 화재현장을 통제하고 조사가 끝날때까지 현장을 보존한다.
- 목격자와 면담하고 신원파악을 해 둬야 한다.
- 가능한 모든 화재원인을 추적한다.
- 모든 조사내용을 검토하여 희박한 것을 제거하여 신뢰성있는 결론에
도달한다.
7-12. 절연물의 열화원인을 설명하라
- 전기적 요인인 과전압이나 서지전류 등에 의해 열화
- 열적 요인인 이상온도 상승이나 열신축에 의해 열화
- 화학적 요인인 기름이나 화학약품 등에 의해 열화
- 기계적 요인인 기계적 압력이나 충격에 의해 열화
- 생물적 요인인 개미나 쥐, 식물뿌리에 의해 열화
7-13. 전기적 열화인 수트리에 대해서 설명
o. 수트리란
절연체에 수분이 침투하면 이온화되고 이 이온에 교번자계가 가해지면
진동하게 되고 절연체에 틈이 생겨 절연이 파괴되는 현상
o. 원인
- 케이블 제작방법을 습식가교방식으로 했을 경우이거나
- 케이블 단말처리가 불량하거나
- 물이 있는 장소에 케이블을 포설하는 경우에 발생한다.
o. 종류
- 내도, 외도 수트리
수트리에 대부분을 차지하며 절연체와 내․외부 반도전층 사이에 발생
- 보타이 수트리
나비넥타이 모양으로 절연체 내부에서 발생
o. 방지대책
- 케이블 제작을 건식공법으로 하거나
- 도체와 절연체의 경계면을 매끄럽게 제작한다.
- 케이블 단말처리를 철저히 하고
- 물기나 화학물질이 있는 장소에는 포설하지 않는다.
- 케이블 포설시 기계적 스트레스가 가해지지 않도록 주의한다.
7-14. 케이블 열화진단 방법
o. 절연저항법
- 절연저항계로 도체와 대지를 측정하는 방법으로
- 측정이 간단하나 정밀분석이 어렵다.
o. 직류고전압법
- 절연체에 직류 30kv를 인가하여 누설전류의 시간적 변화를 측정하는
방법으로
- 가장 많이 사용되는 방법으로 154kv까지 사용할 수 있다.
o. 유전정접시험
- 절연체에 교류를 가해 쉐링브리지에 의한 유전체 손실각을 측정하는
방법으로
- 가장 정확한 시험이나 제조사에서만 할 수 있는 시험이다.
o. 부분방전시험
- 절연체에 교류를 가해 열화시 발생하는 부분방전을 측정하는 방법으로
- 외부노이즈 제거를 위하여 쉴드룸에서 실험해야 한다.
o. 등온완화전류법
- 절연체에 직류 1kv를 가해 방전되는 완화전류의 크기를 측정하는
방법으로
- 직류고전압법에 비해 낮은 전압을 인가항 케이블 손상이 없다.
7-15. 변압기 열화진단 방법
o. 유전정접시험
- 변압기 1차와 2차 또는 1차와 대지간에 교류를 가해 쉐링브리지에 의한
유전체 손실각을 측정하는 방법
o. 부분방전시험
- 부분방전시 발생하는 진동파를 초음파센서로 검출하거나
부분방전시 접지선에 방전전류가 흐를때 로코스키코일로 측정하는 방법
- 외부 노이즈 제거를 위하여 쉴드룸에서 실험해야 한다.
o. 절연류 분석 (절.유.산.고.계)
- 절연파괴전압 측정 : 가장 일반적인 방법으로 노후변압기 측정에 유효
- 유중가스분석 : 변압기 내부이상시 절연유를 분해하여 가스가 발생한다
→ 일산화탄소, 이산화탄소 : 도체 가열
→ 아세틸렌 : 절연유 가열
→ 수소 : 부분방전
→ 아세틸렌, 수소 : 아킹
- 산가도 측정
(기름 1g중에 함유된 산성물질을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 mg수)
- 고유저항 측정
- 계면장력 측정
+ 적외선 열화상진단, 초음파 코로나 진단
7-16. 전기기기의 절연내력 시험법
o 충격전압시험
- 변압기나 애자등에 충격전압을 가하여 견디는 정도를 측정하는 시험
- 표준충격전압 파형은 1.2 × 50uS 이고 충전부와 대지간에 음과 양으로
각각 3회씩 인가하여 측정한다.
o. 유전정접시험
- 변압기 1차와 2차 또는 1차와 대지간에 교류를 가해 쉐링브리지에 의한
유전체 손실각을 측정하는 방법
o. 부분방전시험
- 부분방전시 발생하는 진동파를 초음파센서로 검출하거나
부분방전시 접지선에 방전전류가 흐를때 로코스키코일로 측정하는 방법
- 외부 노이즈 제거를 위하여 쉴드룸에서 실험해야 한다.
7-17. 전선의 허용전류에 대해 설명하라
o. 허용전류 종류
- 상시허용전류 : 정상시 흐르는 전류
- 순시허용전류 : 용량이 큰 전동기가 기동시 흐르는 전류
- 단락시 허용전류 : 단락시 흐르는 전류
o. 허용전류에 영향을 주는 요소 (절.도.공.부.온)
- 절연체의 종류 (IV<HIV<EV<CV)--- 비닐절연전선<내열비닐절연전선<
폴리에틸렌 비닐절연케이블<가교 폴리에틸렌 비닐절연케이블
- 도체의 종류 및 굵기 (Fe<Al<Cu)
- 공사방법
직접매설, 배관이나 트레이 포설, 가공포설에 따라 허용전류가 다르며
단심/다심케이블, 배관내 케이블 수량에 따라 달라진다.
- 부하의 종류 : 연속적이나 단속적나 등의 운전형태에 따라 다르다
- 주변온도 : 온도가 올라가면 허용전류값이 줄어든다.
7-18. 전기 절연재료의 분류에 대하여 설명
종별 | 최고허용 사용온도 (℃) | 용도별 | 주요 절연물 |
Y | 90 | 저압기기 | 폴리 에틸렌 |
A | 105 | 회전기기, 변압기 | 폴리 에스테르 |
E | 120 | 대용량 기기 | 멜라닌 수지 |
B | 130 | 고전압 기기 | 무기질 |
F | 155 | 고전압 기기 | 에폭시 수지 |
H | 180 | 건식변압기 | 유리섬유 |
C | 180 이상 | 특수변압기 | 실리콘 |
8-4. 피뢰기와 피뢰침의 차이점
o. 피뢰기
- 상시 전기를 사용하는 전기기기를 서지로부터 보호하는 것
- 변압기에 가까운 위치에 설치한다.
- 장전이 된 경우에만 접지가 된다
o. 피뢰설비
- 건축물을 낙뢰로부터 보호하기 위하여 건물 상단에 설치한다.
- 항상 직접접지가 되어 있다.
8-5. 피뢰침의 종류(돌침방식, 회전구체 방식, 선행스트리머 방출형 방식)
(최근 현장에 적용하고 있는 피뢰설비를 설명하라)
o. 돌침방식 (기존 방식)
- 뇌격은 뾰족한 금속체에 잘 떨어지므로 피뢰침의 보호각내에 발생하는
뇌격을 흡인하여 대지로 방전하여 건물을 보호한다.
- 돌침보호각은 일반건축물 : 60, 위험물 저장,취급 건물 : 45
o. 회전구체방식(Rolling Sphere Method)
- 피뢰침과 지면을 동시에 닿는 회전구체를 그려 회전구체가 닿지 않는
부분을 보호범위로 산정하는 방식
- 통상 돌침방식보다 보호범위가 작으며 미국에서 실용화되고 있다
- 회전구체 보호각은
20m : 55 ̊, 30m : 45 ̊ , 45m : 35 ̊, 60m : 25 ̊
o. 선행스트리머 방출형 피뢰침 (ESE피뢰침)
- 피뢰침에 별도의 고전압 펄스장치를 부착하여 지상에서 포집된 전하를
상공으로 이온방사하여 넓은 범위의 뇌운을 흡인하는 방식
- 보호범위가 넓어 적은 수량으로 피뢰설계가 가능하다.
- IEC 62305에서는 ESE피뢰침 사용을 인정하진 않고 있다.
8-6. 가공송전선로에서 발생하는 뇌서지 현상을 설명하라.
o. 직격뢰
① 도체 직격
→ 가공지선이 없거나 차폐가 충분하지 않는 경우 낙뢰가 선로에 직접
발생하는 현상으로
→ 근처의 애자는 섬락이 발생하고 뇌서지는 선로로 진행한다.
→ 대책으로 가공지선을 설치하거나 보강한다.
② 철탑역섬락
→ 낙뢰가 가공지선이나 철탑에서 발생하여 철탑의 접지저항이 크면
철탑이 전위상승하여 애자에 역섬락이 발생하여 선로에 뇌서지가
침입하는 현상
→ 대책으로 침상접지봉과 매설지선을 설치하여 탑각접지저항을 줄인다.
③ 경간역섬락
→ 낙뢰가 경간 중앙부 가공지선에 발생하여 가공지선에서 직접
선로도체로 서지가 침입하는 현상
→ 대책으로 가공지선과 선로간에 이도를 크게 한다
o. 유도뢰
- 뇌운이 선로에 근접하여 선로에는 반대극성의 구속전하가 발생하고,
뇌운간에 방전으로 인하여 뇌운이 소멸하면 선로의 구속전하는
자유전자가 되어 선로를 따라 진행하는 현상
- 대책으로는 가공지선을 설치하고 탑각접지저항을 낮추도록 시공한다.
8-7. 충격파에 대해 설명하라
o. 정의
전기기기나 선로가 직격뢰를 받았을때 나타나는 뇌전류,뇌전압을 말하며
Surge라고 부름
o. 규약표준파형
각종 기기의 절연강도 및 절연 협조에 이용되는 파형으로
표준충격전압파형은 1.2 × 50uS 이다.
o. 규약원점
전압파고치의 30%와 90%지점을 직선으로 연결하여 시간축과 만나는
지점을 말한다.(전류는 10%와 90% 이다)
o. 50% 섬락전압
표준충격파형을 몇 번 인가하여 섬락되는 횟수가 인가한 횟수의 50%가
되는 경우의 인가전압의 파고치를 말한다.
8-8. 낙뢰시 피해현상과 이를 방지하기 위한 방법을 설명하라(이상전압 대책)
o. 낙뢰는 대전된 뇌운과 대지사이에 방전하는 현상을 말하며 이 과정에서
방전통로를 통하여 막대한 전기에너지가 흘러 피해가 발생한다
o. 피해현상
- 뇌전류로 인한 감전으로 사망이나 실신이 일어난다.
- 낙뢰로 인하여 화재가 발생하거나, 전기설비나 물체가 파괴된다
o. 방지대책
① 외부적인 대책
→ 선로나 발변전소 주위에 가공지선을 설치한다.
→ 매설지선이나 침상접지봉을 설치하여 탑각접지저항을 낮춘다.
→ 애자련에 아크혼이나 아크링을 설치한다.
② 내부적인 대책
→ 절연시스템을 합리적으로 구축한다.
((절연강도 : 피뢰기<변압기<지지애자, 차단기<선로애자))
→ 적정 피뢰기를 설치한다
( 피뢰기 정격전압 : 22.9kv - 21or18kv, 154kv - 138,144kv
345kv - 288kv, 765kv - 612kv )
→접지를 적정하게 설치한다.
8-9. 서지흡수기에 대해 설명하시오
o. 선로에 뇌서지나 개폐서지의 이상전압이 내습하면 변압기으 저압측도
고전압이 발생하여 위험한데 이를 위해 SA를 설치한다.
o. 피뢰기는 주로 뇌서지를 보호하고 서지흡수기는 주로 개폐서지를
보호하는 것이다.
o. 설치위치는 특고압을 고압으로 변환하는 유입변압기는 특고압과 고압이
혼촉되는 경우를 대비해 변압기 2차측에 설치한다.
o. 몰드변압기와 진공차단기를 조합하는 경우에는
진공차단기의 개폐서지로부터 몰드변압기를 보호하기 위해
그 사이에 서지흡수기를 설치한다.
