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전기화재는 절연파괴 등 전기적 이상이나 결함으로 인해 발생하는 화재를 말합니다. 그 원인을 정확하게 분석하고 규명하기 위해서는 전문적인 감식 방법이 필요합니다. 전기화재 감식에서 중요한 개념으로는 지락(Ground Fault), 누전(Leakage Current), 흑연화 현상이 있는 데 이 글에서는 이러한 개념들의 정의와 특징, 그리고 각 감식 방법에 대해 소개합니다.
1. 지락 (Ground Fault)
지락은 전기회로에서 전류가 의도하지 않은 경로로 흘러서 접지(대지)와 연결되는 현상을 말합니다. 지락은 전기화재의 많은 요인 중 하나이며 접지된 금속체나 대지로 전류가 흘러 화재가 발생할 수 있습니다.
(1) 지락의 정의와 특징
정의: 전기회로의 전압선이 손상되거나 절연이 파괴되어 대전류가 접지된 도체나 지면으로 흐르는 현상입니다. 지락은 보통 고압 전력선이나 전기기기에서 발생하며, 전류가 잘못된 경로로 흐를 때 전기적 아크가 발생하면서 화재가 발생할 위험성이 있습니다.
전기적 아크 발생: 지락이 발생하면, 대전류가 대지로 흐르는 과정에서 전기적 아크가 발생할 수 있으며 이는 전기화재의 직접적인 원인이 됩니다.
절연 파괴: 절연체가 손상되거나 고압선이 끊어지면서 대전류가 비정상적으로 대지로 흐르게 됩니다. 이로 인해 지락이 발생하고 전기화재로 이어질 수 있습니다.
과전류 보호 장치 작동: 지락이 발생하면 누전차단기(RCD)나 과전류 차단기(OCR)가 작동하여 전류를 차단함으로써 화재를 방지하려고 합니다. 그러나 차단기가 작동하지 않거나 고장 난 경우, 화재 위험이 증가합니다.
특정 부위의 과열: 지락이 발생한 부위는 저항이 증가하고, 국부적인 과열이 발생하여 화재로 발전할 수 있습니다.
(2) 지락 감식 방법
절연 저항 측정: 회로의 절연 저항을 측정하여 지락 여부를 확인합니다. 저항이 낮으면 절연이 파괴되었을 가능성이 높습니다. 또한 고압선이 외력에 의해 단선되거나 전봇대에서 조류(까치)에 의해 지락되는 가능성도 열어 두고 감식해야 합니다.
비주얼 검사: 전선 및 전기기기의 손상과 단선 여부, 절연체의 탄화 자국 등을 시각적으로 확인하여 지락 흔적을 찾습니다.
2. 누전 (Leakage Current)
누전은 전류가 전기기기 내부나 외부로 유출되는 현상으로, 절연 파괴나 전기적 결함으로 인해 발생합니다. 누전은 전기화재의 주된 원인 중 하나로 지속적으로 전류가 흐르면 열이 발생하여 화재로 이어질 수 있습니다. 또한 누설된 전류를 사람이 접촉하면 감전되는 사고가 발생할 수 있어 매우 위험합니다. 누전에 의한 화재는 누전점, 출화점, 발화점을 찾고 반드시 입증해야 합니다.
(1) 누전의 정의와 특징
정의: 정상적인 전기회로 외부로 전류가 흘러나가는 현상으로 전선의 절연 불량, 기기 내부 결함, 접지 불량 등으로 인해 발생합니다. 이는 미세한 전류 누출로 시작해 화재를 일으킬 수 있고 감전사고 위험성이 높습니다.
미세 전류의 흐름: 누전은 매우 작은 전류로도 발생할 수 있으며, 이러한 전류가 축적되어 화재 위험을 초래할 수 있습니다.
절연 저항 감소: 절연체의 성능이 저하되어 저항이 감소하면 누전이 발생할 가능성이 커집니다.
과열 흔적: 누전이 지속되면, 전기기기나 전선의 특정 부위가 과열되면서 외피가 녹거나 변색될 수 있습니다.
전기적 소음 및 아크: 누전이 발생하는 지점에서는 전기적 아크나 소음이 발생할 수 있습니다. 이는 전기기기의 접촉 부위에서 자주 나타나는 증상입니다.
(2) 누전 감식 방법
누전차단기 테스트: 누전차단기(RCD)가 정상적으로 작동하는지 테스트하여 누전 여부를 확인합니다.
전류 누출 검사: 누전계(meter)를 사용하여 누설 전류를 측정하고, 누전이 발생하는 위치를 식별합니다.
전선 및 기기 검사: 절연체의 손상 여부와 변색, 전선의 손상 여부, 과열 흔적을 확인하여 누전점을 찾습니다.
3. 흑연화 현상 (Graphitization)
흑연화 현상은 전기적 아크나 고온에서 목재와 같은 유기질 절연체가 탄화되어 무정형탄소와 흑연화되는 현상을 말합니다. 이는 주로 고온의 전기적 불꽃이 발생할 때 나타나며, 화재의 중요한 증거로 활용될 수 있습니다.
(1) 흑연화 현상의 정의와 특징
정의: 전기적 아크나 고온에서 절연체나 케이블의 외피와 같은 탄소 기반 물질이 흑연으로 변하는 현상입니다. 흑연은 전기 전도성이 높아 추가적인 단락이나 화재의 위험을 증가시킵니다.
흑연화 물질의 생성: 탄소 성분이 포함된 물질이 고온에서 탄화되어 흑연화됩니다. 흑연화된 물질은 보통 검은색 또는 회색의 가루 형태로 나타납니다.
전도성 증가: 흑연은 전도성이 높기 때문에, 흑연화된 부위는 전류가 흐르기 쉽고, 회로가 형성되면서 전기적 단락을 유발할 수 있습니다.
절연 파괴: 흑연화는 절연체의 절연 성능을 급격히 저하시켜 화재 위험을 높입니다.
고온에서 발생: 흑연화 현상은 주로 고온에서 발생하며, 전기적 아크나 과열된 전선의 표면에서 쉽게 발견될 수 있습니다.
(2) 흑연화 현상 감식 방법
흑연 물질 확인: 전기적 손상 부위에 흑연 형태의 가루나 탄화된 흔적이 있는지 육안으로 확인합니다.
전기 저항 측정: 절연체 표면에 흑연화된 부위의 전기 저항을 측정하여 저항이 측정되는지 확인합니다.
전기적 요인으로 발생한 화재현장에서 지락, 누전, 흑연화 현상은 자주 목격되는 전기적 특이점이라 할 수 있습니다. 지락은 대전류가 대지로 흐르는 현상, 누전은 절연체 결함으로 전류가 외부로 유출되는 현상, 흑연화 현상은 전기적 아크나 고온에서 탄소 성분 물질이 흑연으로 변하는 현상입니다. 이러한 현상에 대한 정확한 감식은 화재 예방과 전기적 안전성 확보할 수 있습니다. 각 현상의 특징과 감식 방법을 철저히 이해하고 적용함으로써, 전기화재의 원인을 정확하게 판단할 수 있습니다.