전기안전

[김 광수]

누구나 알고 있는 전기상식

1)발전

수력, 화력, 원자력, 풍력 등의 동력을 이용하여 터빈을 회전 하고, 그 회전력으로 발전기를 가동하여 전기를 생산한다.

2)송전

전압이 낮으면 장거리 송신에 전력손실이 커지므로 높은 전압(고압)으로 송전을 한다.

154KV, 345KV, 765KV등 일반적으로 사용하지 않는 고전압을 선택하며, 송전탑을 사용한다.

3)직류

파란색은 전기의 주파수(파형)을 나타낸다 - 시간에 따른 파형이 일정하므로 효율이 일정하다.

4)교류 : 공급방식에 따라 일반적으로 단상과 삼상으로 구분한다.

단상 교류의 주파수 파형 : 파란색은 전기의 주파수(파형)를 나타낸다 - 시간에 따른 파형이 일정한 주기를 가지고 반복하므로 효율은 직류파형보다 감소한다.

3상 교류의 주파수 파형 : 단상교류 대비 효율이 좋으므로, 큰 동력을 필요로 하는 전동기등 사용한다.

5)전압과 전류

전기(Electricity)

우리나라의 산업화가 확산되는 1980년대에는 자동화라는 용어보다는 기계화라는 용어를 많이 사용하였다. 공학계에서도 기계분야와 전기분야는 전혀 다른 과목으로 학습하기도 하였다. 그러나 현재는 기계분야를 하드웨어, 전기,전자분야를 소프트웨어로 구분하면서 동일 엔지니어 분야로 보게 되었다. 컴퓨터와 스마트폰의 보급으로 정보화 사회가 되었으며, 기계설비는 자동화를 넘어 인공지능화 되어가고 있다. 거의 모든 기계는, 제어라는 과정을 거쳐야 완성된 제품이 되는 이유이기도 하다. 따라서 기계분야 전문가들도 전기, 전자분야를 이해해야하는 시대로 변하고 있다.

1))전기(Electricity) : 안보여서 무섭나요? 아닙니다. 관심을 가지면 보입니다!

전력(Watt), 전압(Volt), 전류(Ampare)의 관계를 이해한다.

전력:전기에너지의 물리적인 총량. 단위는 와트(W)

전압:전기에너지를 송전하기 위한 압력(v) /수압에 비유 가능.

전류:전기에너지가 일을 할 수 있는 물리적인 에너지(A)/수량에 비유.

P (W) = V (v) x I (A)

위 식은 전력에너지의 양을 구할수 있는 공식이다.

전압: 전기의 크고 작음, 전기의 세기(힘) 단위:볼트(V) 수압이 높으면 물을 손실없이 멀리 보낼수 있다. 전압이 높으면 전기를 손실없이 멀리 보낼수 있다.

전

전류: 전기의 많고 적음, 전기의 양(힘) 단위: 암페어(A) 수량이 많으면 에너지가 많다. 전류가 많으면 전기가 큰 힘을 발휘할 수 있다.

흐르는 물의 에너지는 수압과 수량이 결정하듯이, 전기의 에너지의 크기는 전압과 전류가 결정한다.

2))모든 전기기기는 기기가 허용할 수 있는 허용전류를 가지고 있다. 

예를 들어 주변에 있는 전기 공급용 콘센트를 보면 일반적으로 250V 16A 라고 적혀있다. 이는 허용 전류가 최대 16A 까지임을 표시한다. 따라서 16A를 초과하는 전류를 흐르면 콘센트는 열화하게 되고, 이후 발열이 커지면 화재로 이어질 수 있다.

전선 또한 허용 전류를 가지고 있다. 전선에 표기에 3C x 1.5SQmm 의 내용은 전선의 가닥수는 3가닥이며, 전선의 굵기가 1.5스퀘어로 아래표와같이 19A 까지의 허용전류를 갖는다. 이 전선 역시 19A를 초과한 전류가 흐르면 열화하며, 이후 발열이 커지면 전선피복이 녹아서 화재로 이어질 수 있다. 전기안전을 위하여, 반드시 표기된 허용전류 이하 범위에서 사용 하여야 한다. 전선의 허용전류는 굵기가 굵을수록 커지며, 시공 조건에 따라서 약간의 차이는 있을수 있다.

(전선은 도체를 이용하여 전기를 흐르게 하는 통로역할을 하며, 금, 은, 동, 알루미늄, 철의 순으로 우선한다. (순금이 전선의 재료로 가장 적합하다.) 전선의 단면적이 크면, 전기(전류)를 많이 흐르게 할 수 있다. 따라서 단면적이 작은 전선에 많은 양의 전류를 흐르게 하면, 과부하가 되므로 전선은 열화되고, 화재로 이어질수 있다.)

(전선의 굵기와 허용 전류)

​전기 사용자가 반드시 알아야할 전기기구의 용량(소비전력) 예 / (명판)

진공청소기의 명판(1050W)

스팀다리미 명판(1300W)

전기오븐 명판(1300W)

가정용 콘센트(250V 16A)

전기 플러그 (250V 16A)

문)문어발 ??? 사용하면 안되나요?

문)정말 사용하면 안되나요? 답)됩니다. 사용하라고 만든 콘센트니까, 사용하셔도 됩니다. 단 알고 사용하셔야 합니다. 전류를 계산하여 용량이 각 기기의 허용전류 이내, 이면 안전합니다.(전열기기는 명판을 확인하여 반드시 허용전류 이내에서 사용 하시면 안전 합니다)

※주의 : 전기난로, 다리미, 에어컨등 대용량의 기기는 전류 계산 필요. - 일반적인 허용전류는 16A임.

P (W) = V (v) x I (A)

I (A) = P (w) / V(v)

6)전기배선

각종 배선기구의 전기적 특징을 이해하고 적절한 접속을 유지 할 수 있도록 시공 하여야, 안전한 사용이 보장된다.

전선의 색상은 배선의 오접속을 피하고, 시공의 편리성을 위하여 필요하다. 

7)감전

전기적으로 기준점은 0(V) 이며, 기준점은 대지전압(접지라고 부른다)을 뜻한다. 모든 전기는 높은곳에서 낮은곳으로 흐르려 하는 성질이 있으며, 이 흐름의 경로를 전기회로라 한다. 전기회로의 흐름경로에 인체가 접촉되는 경우를 감전이라 한다.

인체에 전류가 흘러 상처를 입거나 충격을 느끼는 일.

인체에 가해지는 충격의 크기는 전압의 크기보다 전류의 세기와 통로에 의해 결정된다. 그러므로 피부의 건조도 와 전원에 접촉한 강도에 따라 그 영향이 다르게 나타난다.

피부가 건조하고 전원에 약하게 닿을 때는 전류가 거의 흐르지 않아서 큰 위험이 없다. 그러나 땀에는 이온이 있어서 전류가 잘 흐르기 때문에 땀으로 피부가 젖어 있으면 목숨을 잃을 수도 있다.(절연장갑등의 안전 보호구가 필요한 이유이다.) 

8)접지 (Eatrh, 지구, 땅, 대지를 뜻함. 전기적으로 0(V)이며, 전압의 기준점이 된다.)

전기는 전압이 높은곳에서 낮은곳으로 흐르므로, 대지로 흐르려고 하는 성질이 있다.

접지는 감전 방지를 목적으로 하며, 기준전압을 정해주는 전원의 안정화 역할도 한다.

접지전선의 색상은 국제규격으로 녹색, 또는  황록색으로 규정하고 있다.

기기의 외함에 접지가 되어 있으면 기기의 전기적 누전시에도 감전방지의 역할을 할 수 있다. ​

분전함내 접지 예

9)화재

전기로 인한 화재는 각 전기기계 기구의 허용전류를 인식하지 못한 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다.

(허용전류를 계산하여, 적절하게 사용하여 안전을 확보한다.)

겨울철 화재는 난방기의 부적절한 사용으로 인한 경우가 많다.

전기적으로 스트레스(과부하) 받은 꽂음플러그

전기적으로 스트레스(과부하) 받은 콘센트 (열화)

전기는 사고 전에 사전 징후가 있다. 허용 전류를 초과하게 되면 열화하여 색깔이 변하게 된다. 미리 발견하고 대처 하려면 사용하고자 하는 부하의 전류를 계산할 수 있는 지식이 필요하다. 시중 유통되는 콘센트의 허용전류는 16(A)이다.

전기화재의 유형

전기로 인한 화재가 겨울철에 많은 이유 : 주범은 거의 난방기기이며, 원인은 사용자의 지식 부재이다.

화재가 발생하는 이유 설명

​1. 전선의 접속 불량

 전선의 접속은 기계적으로 확실히 접속 되어야 합니다. 만일 접속이 헐겁거나 불량하면, 과전류시 접속점에서 열이 발생하게 되고 지나치면 화재로 이어 집니다.

2. 전선의 굵기(허용전류) 미달

 전선은 반드시 허용전류를 가지고 있습니다.(예 . 1.5sq/19A   2.5sq/26A,   4sq/35A,  6sq/45A 등)

허용전류를 초과하게 되면 열이 발생하게 되고 지나치면 화재로 이어 집니다.

주택 전기회로 기본

3.전열기의 과부하

 가장 빈번하게 나는 사고 유형입니다.

상기 회로설명 : 전원은 220V 이며, 차단기(MCCB)는 20A 이고, 전선은 2.5sq이므로 26A 허용전류를 가지게 된다.

(차단기 용량보다 전선의 용량이 크게 시공 한다. / 전선의 허용전류가 차단기용량보다 작으면 과부하시 차단기보다 전선이 먼저 스트레스(과열) 되므로 화재로 이어지기 때문이다. )

스위치1,2는 허용전류가 16A 이며, 천장 등기구는 50W 수준이다. 따라서 LAMP1, 2에 흐르는 전류(A)=50/220이므로 0.5A 로 매우 작다.(여기는 소비자의 역할이 거의 존재하지 않는다)   P(W)=V(v) x I(A)

문제는 콘센트 라인이다. 겨울철 전열기는 기본 900W, 2KW, 3KW, 5KW 수준이다.

900W용은 소비전류가 4A,   2KW용은 9A,  3KW용은 13A, 5KW용은 22A로 계산된 숫자는 절대 거짓이 있을 수 없다.

예를들어 3KW용 전열기를  콘센트에 사용하면 13A의 전류가 흐른다.(시중 유통되는 콘센트의 허용전류는 16A이다.)

또다른 전열기를 같은 라인의 콘센트에 사용하면 26A가 흐르게 된다. 위의 회로에서 26A의 전류가 흐르면 전기적으로 가장 먼저 스트레스 받는 부분은 차단기 이므로, 일정 시간이 지나면 MCCB가 차단되어 전기공급을 끊는다.

가정용이라면 여기서 멈추겠지만(차단기 교체가 곤란하므로) 산업용, 업소용이면 상황이 달라진다. 차단기가 자꾸, 차단되면 사용자는 분전반에서 차단기 용량을  더 높은것으로 교환하고 싶어진다.(예/50A)

또다른 전열기를 같은 라인의 콘센트에 사용하면 26A+13A = 39A가 흐르게 된다. 교환한 차단기가 50A 이면,  회로에서 전기적으로 가장 먼저 스트레스 받는 부분은 전선 이므로 일정 시간이 지나면 전선이 열화하여 화재로 이어진다.

대부분의 창고, 상가, 산업현장 전기 화재는 이런 유형을 가지게 된다. 반드시 지식의 부재에서 오는 인재입니다.

전기기술자는 이미 알고 있는 상식입니다.

전기를 알면 화재와 감전으로부터, 소중한 생명과 재산을 지킬 수 있습니다.

이하여백-