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일반적으로 전기재해는 크게 일반전기재해, 낙뢰재해 및 정전기 재해 등 3가지로 분류되는데 인체에 직접 전류가 흘러서 발생하는 감전재해와 전기가 점화 에너지원으로 발생하는 화재·폭발 그리고 정전기나 전자파 등에 의하여 자동화 기계·설비의 오동작이나 고장을 들 수 있다.
 이러한 전기재해를 감소시키기 위하여 우리나라에서는 전기기계기구 및 설비의 성능이나 설계 및 설치상의 안전성을 확보하기 위하여 안전법령이나 기준을 제정, 시행하고 있고 사용상의 안전을 위하여 이중절연구조의 기기 사용, 보호접지, 설비의 안전점검 및 검사, 진단, 교육훈련 등 여러 가지 측면에서 많은 노력을 기울이고 있음에도 최근 몇 년 사이에는 전기재해가 점점 증가하고 있고 지난해의 감전재해는 모든 466건이 발생하여 그 중 74명(15.8%)이 사망하여 재해가 발생하면 매우 사망률이 높은 것이 특징이다.
그러므로 여기에서는 감전재해 발생원인을 파악하고 감전재해를 예방하기 위하여 너무나 강조되고 있는 전기기계 및 설비의 접지실태와 문제점에 대하여 살펴보기로 한다.
Ⅰ. 감전재해 분석(2006년도)
1. 감전 형태별
ㅇ 감전형태별로 분석해 보면 총 466명의 감전재해자 중 활선작업/근접작업(28.8 %), 충전부접촉(24 %), 합선/단락(22.5 %), 누전(17.2 %) 순으로 발생되었으나, 감전 사망의 경우에는 누전(31.1 %)에서 가장 높은 발생률을 보임.
※ 활선작업/근접작업은 안전수칙 미 준수, 누전은 접지/누전차단기 미설치 또는 부적합에 기인
2. 작업내용별
ㅇ 작업내용별로 분석해 보면 총 466명의 감전재해자 중 전기공사(29.6 %), 전기운전점검(18.2 %), 기계설비작업(10.3 %) 등 3대 작업에서 집중적으로 발생(271명)하여 전체 감전재해자의 58.2 %를 점유함.
※ 전기관련 작업자의 재해 대부분이 전기안전작업수칙 미 준수에 기인함.
3. 기인물별
ㅇ 활선작업 및 활선근접작업시 등 송배전선로에 의해 82명(17.6 %), 사업장에서의 변압기 등 수변전설비에 의해 78명(16.7 %), 분배전반에 의해 71명(15.2 %)이 발생하여 이러한 3대 기인물이 전체 감전재해의 50 %를 점유함.
ㅇ 감전 사망자의 경우 송배전선로(35.1 %), 고정용 및 이동용 전기설비(25.7 %), 배선(13.5 %)에서 집중적으로 발생하여 전체 감전사망자의 74.3 %를 점유함.
4. 직종별
ㅇ 직종의 경우 전기를 자주 취급하는 전기직에서 51.9 %가 발생하여 가장 높은 점유율을 나타내었으며, 다음으로 공장 생산설비의 운전 및 보수 등을 담당하는 생산직(19.7 %), 상대적으로 전기안전조치가 미흡한 건설현장의 건설직(11.6 %) 순으로 나타남.
5. 전압별
ㅇ 전압별로 분석해 보면 저압(교류 600V 미만)에서 286명이 발생하여 61.4 %를 점유하였으며, 고압·특고압에서는 137명이 발생, 29.4 %를 차지함.
ㅇ 이와 같이 저압에서의 재해발생률이 높은 이유는 산업현장에서 쉽게 접할 수 있는 전압이 대부분 저압이기 때문이며, 고압 이상의 경우에는 전기작업자 등 관계자 이외는 취급을 금하고 있고 또한 그 위험을 인지하고 있기 때문에 상대적으로 재해발생 수는 적은 것으로 판단됨.
6. 재해장소별
ㅇ 감전재해가 많이 발생된 장소는 공장 내(25.3 %), 전주/철탑(15.7 %), 사업장 내 변압기 등의 수변전시설(13.9 %) 순이었으며, 특히 사망의 경우에는 공장 내(35.1 %), 전주/철탑(24.3 %), 공사장(18.9 %) 등에서 집중적으로 발생됨(78.3 %)
Ⅱ. 감전재해 예방 대책
2006년도 산업현장에서의 감전재해발생 요인을 분석한 결과, 감전재해를 감소시키기 위한 기본적 안전작업 지침과 재해예방 대책을 요약하면 다음과 같다.
1) 모든 전기기기는 규정에 적합한 접지 또는 본딩을 실시한다.
※ 전기기기의 외함 및 주변 금속체는 등전위가 되도록 본딩하여 인체에 위험전압이 인가되지 않도록 조치
2) 감전위험이 높은 이동식 전기기계기구 등은 감전보호용 누전차단기를 설치하거나 이중절연구조 등의 것으로 사용한다.
3) 전기설비의 수리작업 시 등에는 반드시 전원을 차단하고 정전작업으로 실시하되, 곤란할 경우에는 절연용 보호구와 방호구 등을 사용하고 작업안전수칙 및 작업절차를 철저히 준수한다.
※ 또한 감전발생시 올바른 구조방법과 심폐소생술 등 응급조치요령 등을 지속적으로 교육하고, 사고발생시 신속히 119 또는 인근병원에 연락할 수 있도록 비상연락체계의 구축 및 훈련이 필요
이러한 감전재해 예방대책 중에서 기술적인 대책과 교육적인 대책 그리고 관리적인 대책 중에서 기술적인 문제에 기인한 원인 중 특히 전기기계기구의 접지와 누전차단기 설치가 설비적인 측면의 대책으로서 손에 잡히는 것을 알 수 있다. 따라서 여기서는 우리 산업현장의 전기기계·기기 및 설비의 접지실태와 문제점에 대해 살펴보기로 한다.
1. 접지란
전기기기의 설치, 사용과 전기설비 설계에 있어서 그 중요성에 비하여 가장 인식이 잘되어 있지 않는 분야가 접지이다. 접지란 전기기기나 설비를 낮은 저항값으로 전기적으로 대지(땅)에 결합하는 것을 뜻하며, 이를 위한 방법으로는 다음과 같이 두 가지가 있다.
즉, 어떤 전기설비나, 전기기계·기구를 대지에 묻혀 있는 접지극(봉)에 직접 연결하여 접지하는 방법이 있고, 또 한 가지 방법은 금속전선관이나 배전반 외함과 같은 금속제를 경유하여 대지로 접지하는 방법이 있다.
2. 접지의 목적
1) 보호접지의 목적
① 인체에 가해지는 전기적 충격(전격)을 감소시켜 감전 사고를 예방한다.
② 지락, 누전사고 시, 사고전류를 원활히 흐르게 하여 사고전류에 의한 과열, 아크를 억제시킴으로써 화재, 폭발을 방지한다.
③ 지락, 누전사고 시, 사고전류의 궤환 임피던스를 적게 하여 과전류 보호 장치를 신속히 동작시킨다.
2) 계통접지의 목적
(가) 낙뢰 또는 기타 서지(Surge)에 의하여 전선로에 발생될 수 있는 과전압을 억제한다.
(나) 정상 운전 시 발생되는 전력계통의 대지전압을 억제한다.
(다) 지락사고 발생시, 사고전류를 원활히 흐르게 하여 과전류 보호장치를 신속 정확하게 동작시켜서 전기사고 방지와 전기설비의 손상을 예방한다.
주) 중성선(Neutral conductor)은 다음 그림과 같이 단상3선식의 경우나 3상교류 계통에서 변압기를 Y결선 하는 경우에 그 중성점에 접속되는 전선(인출한 선)을 말하며 3상4선식이 그 대표적인 예이다. 중성선과 접지선의 가장 큰 차이점은 중성선은 정상상태에서는 전류가 흐르지 않는 접지선과 달리 일반적인 경우 전기회로의 일부로 전기회로를 구성하고 있으며 상시전류가 흐르는 상태 즉 통전상태를 유지하게 되며 중성선은 일반적으로 접지선에 가깝다고 생각하기 쉬우나 내선규정 등에서 전압선으로 분류되어 있음.
※ 현장에서 중성선과 접지선의 용도를 구별하지 않고 사용하는 경우가 있으며, 이는 평상시(정상상태)는 기능상에 별다른 문제가 없을 수도 있지만 지락, 뇌서지 침입 등의 이상 상태에서는 여러가지 장해를 유발할 수 있다.
3. 접지 의무규정
산업안전기준에 관한규칙(제328조)에는 전기로 인한 위험방지 방안 중 누전에 의한 감전방지를 위해 전기기계기구의 금속제 외함 및 철대 등의 금속 부분과 폭발위험장소의 전기기계기구, 접지된 전기기계기구 또는 금속체 등으로 부터 인접한 수직 2.4m 수평 1.5m 이내의 모든 고정식 금속체, 크레인 등의 궤도와 프레임,변전소 등의 울타리 등에는 접지를 하도록 의무화하고 있다.
또한 전기설비기술기준(과 그리고 하위 실무규정인 판단기준(제18조 내지 제27조 및 제33조 등) 에도 감전, 화재 및 사고예방을 위한 최소한의 기준이 마련되어 적용되고 있지만 현실적으로 적용을 소홀히 하는 경우가 많다.
4. 외함접지 기능
모든 전기설비의 금속제 외함은 지락사고시 금속제 외함에서 발생되는 위험전압(전위차)을 제거하기 위하여 접지되어야 한다. 만약 접지되어 있지 않은 채로 전기가 공급되는 충전 선로가 사고를 일으켜 외함에 접촉하게 된다면(지락사고), 금속부분이 고장전류로 인해 충전될 것이다.
그러나 만약 설비가 적절하게 접지되어 있다면, 고장전류는 저임피던스의 접지 궤환회로를 통해 전원측으로 흘러 들어가게 되고, 과전류 보호장치도 적절히 개방되어 사고전류를 신속히 제거할 수가 있다.
1) 외함 비접지의 경우
2) 대지를 이용한 외함접지
흔히 감전방지는 접지를 해두면 안전하다고 알고 있었지만 접지가 잘못 되거나 접지경로가 부적절한 경우 절대로 안전하지 않다는 것을 아래에 계산결과로서 입증할 수가 있다. 따라서 반드시 접지공사를 확실히 하여 그 기능이 발휘되도록 하여야 하겠다.
3) 궤환회로 접지선으로 접지
5. 보호접지는 필수
오늘날 여러 가지 전문 기술개발에도 불구하고, 전기설비에 교류 220V 등 위험전압이 인가되는 경우 이를 알려주는 누전 또는 지락고장 제거를 위한 안전장치와 보조설비가 갖춰져 있지 않은 경우가 있고 설치되어 있다하여도 여러 가지 요인에 의하여 정상적으로 동작하지 아니하여 적절한 전기설비의 접지만이 전기기계·설비를 늘 사용하고 있는 장소에서의 잠재 위험성을 감소시킬 수가 있다.
그러므로 적절한 외함 접지와 본딩은 근로자의 생명과 재산을 보호하기 위한 최소한의 필수조건이 될 수 있다.
전기사고가 발생하면, 두 가지의 기본적인 상황이 발생하게 된다.
첫째, 두 점간의 전위의 차(전압차이)가 발생하게 되고, 둘째, 전위차가 발생된 지점 간에는 연속적인 전기적 경로가 있어야만 된다는 것이다.
만약, 신체가 접지 경로의 표면 부위로부터 절연되어 있다면 작업자는 활선부위를 만질 수도 있고, 이로 인한 전기 충격도 없을 것이다. 왜냐하면, 전기가 흐를 수 있는 회로가 구성되어 있지 않기 때문이다.
그러나 근로자가 맨발이거나, 도체표면과 접촉되어 있다면, 신체를 통해 전기회로가 형성되게 되고, 이로 인해 전기적 충격(전격)을 받게 될 것이고 또한 전기재해로 인한 사망 가능성은 더욱 커지게 될 것이다.
Ⅲ. 사업장의 접지 문제점 및 실태
1) 전기기계·기구 및 설비의 외함접지 미실시
※ 전기기기 또는 설비에서 접지극까지 연속적으로 접지선 배선이 안되거나 접지선이 없는 전선이나 케이블 사용 또는 접지극에 접속이 누락된 경우 접지극에 접속 누락, 접지극 또는 접지선 미설치 등
▷ 해결방안
- 케이블과 케이블 릴 등은 접지선이 내장된 케이블사용
- 전선관은 전선관 접지용 부싱 또는 본딩 스트랩 설치
2) 접지저항 값이 과대하여 접지성능 유지가 안 됨.
※ 접지극을 접지효과가 없는 얕게 설치 또는 고저항(모래, 자갈)장소에 매설하거나 접지공사 불량으로 접지저항 값이 너무 커서 접지효과 상실
▷ 해결방안
- 수시로 접지저항을 측정, 접지극 추가 매설 또는 접지극 재설치/ 접지극 위치 변경 또는 접지극 종류 및 공법 변경을 고려함.
3) 접지극이 없는 콘센트 및 플러그, 사용으로 접지의 연속성 유지가 안 됨.
▷ 해결방안
- 접지의 연속성을 유지하기 위하여 올바른 접지의 요건은 다음과 같아야 한다.
1. 접지극이 있는 콘센트 및 플러그 사용하고
2. 접지선이 내장된 케이블을 사용하거나
3. 접지선을 별도로 포설하여 접지효과가 영구적이고 지속적이어야 함.
4. 일정 주기별로 접지저항 측정 및 접속상태 확인점검을 하여야 함.
4) 접지선 굵기가 당해 전기기기 또는 설비에 부적합한 것을 사용함.
▷ 해결방안
- 사고발생시 발생되는 어떠한 고장전류라도 안전하게 흘릴 수 있는 허용 전류용량을 가가지는 것으로 교체(차단기 정격차단전류에 따라 결정)
5) 접지단자에서 접속불량
※ 접지전용 버스바 미설치, 규격 불량, 포크형 터미널 러그 사용으로 진동이나 불트/너트 풀림에 의한 탈락우려 및 고정불량
▷ 해결방안
- 접지선은 반드시 접지저뇽 버스바, 단자 또는 접지전용 스터드 볼트 등에 스프링 및 플렛 워셔를 사용하여 견고하게 접속
6) 접지선의 접속 불량으로 접촉저항 증가
▷ 해결방안
- 접지선 접속은 접지전용단자 또는 버스바에 접촉저항의 증가가 없고 접지전용 러그를 사용하여 기계적 강도유지가 필수적임.
7) 접지극의 기능 상실 : 접지선과 접지극과의 접속불량 또는 부식, 단선 등
▷ 해결방안
- 접지극을 접지효과가 없는 건조한 장소에 설치(모래, 자갈땅 등)
8) 접지선과 접지극 또는 접지 단자의 고정 및 접속불량
※ 페인트, 이물질 위에 터미널 러그 부착
▷ 해결방안
접지선은 접촉부위에 페인트, 녹, 이물질을 제거하고 볼팅 또는 발열용접의 방식 등으로 접속함접속
9) 접지전용 버스바 또는 단자 미설치
- 분·배전반 후판 고정볼트에 부착하거나 접지용 단자 미설치
▷ 해결방안
- 모든 접지선은 전용 단자 또는 버스바에 설치
10) 접지버스바, 접지봉 재질 및 규격 불량 등
▷ 해결방안
- 접지 버스바, 접지봉 등은 충분한 굵기의 것을 설치하되 수시로 접지 저항을 측정하고 전식, 부식 또는 단선 등에 대하여 점검 및 검사 실시
이러한 접지관련 문제점들은 전기기계 및 설비에 대한 점검 또는 진단을 한다면 거의 모든 사업장의 기계기구 및 설비에서 유사 또는 반복적으로 지적되어 미비점에 대한 보완조치가 요구되고 있다.
따라서 이러한 미비점에 대한 점검을 실시하여 우리 사업장은 정말로 안전하게 접지공사가 되고 또 잘 유지·관리되고 있는가를 확인하여 미비점이 있다면 즉시 보완·개선을 통하여 안전한 작업장에서 우리 동료의 귀중한 신체와 생명을 전기재해로 부터 보호하여야 하겠다.
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