발화형태에 의한 전기화재

전기로 인한 화재는 주로 합선, 전기기기 등의 재작불량에 의한 구조적 결함과 시공 부적합, 전기설비의 취급 소홀, 사용 상태로의 방치 및 전기 지식부족, 부주의 등의 요인에 의하여 발생되고 있으며 발화형태는 다음과 같다.

1. 단락(短絡 : 합선)에 의한 발화

전선 및 전기기기의 절연체가 전기적, 화학적, 열적, 기계적 원인으로 열화 또는 파 괴되어 합선이 일어나면, 단락되는 순간의 전류는 전원측의 임피던스, 배선의 조건에 따라 다르게 나타나지만, 일반적으로 저압 옥내배선인 경우 보통 수백 ~ 수천 [A]의 단락전류가 발생하고 이로 인한 스파크(spark)에 의해 발화하며, 그와 동시에 단락 부위에는 특이한 형태의 단락용융흔이 형성된다.

발화의 형태로는
 
(1) 단락점 이외의 부분에서 전선피복이 연소하는 경우

(2) 단락점에서 발생한 스파크가 주위의 인화성 및 가연성 가스 또는 가연성 물질 에 착화한 경우

(3) 단락 순간의 높은 열에 의해 용융된 전선이 주위의 인화성 또는 가연성 물질에 접촉, 착화한 경우

(4) 불완전 단락시 발생하는 높은 열에 의해 전선의 절연피복에서 직접 발화한 경우


2. 과전류에 의한 발화

전선에 전류가 흐르면 줄(joule)의 법칙에 의하여 열이 발생하며, 과전류에 의하여 발생한 발열량과 방열량의 평행이 깨어지면 절연체의 최고 허용온도를 초과하게 되 므로, 절연피복이 급속도로 열화하게 되고 피복이 탄화되어 누전 또는 선간 단락으 로 발화의 원인이 될 수 있다.

여기서 말하는 과열이란 "전기기기, 배선 등이 설계된 정상동작 상태의 온도 이상으 로 올라가거나 피가 열체에 의해 위험온도 이상으로 가열되는 것"을 말한다. 과부하 에 의한 전선의 온도상승은 전자이고, 후자의 예로서는 전열기를 꽂아놓은 채로 방 치함으로써 발생하는 탄화연소 등이 해당된다.
 
예방대책으로는

(1) 부하전류에 적합한 배선기구 사용

(2) 부하의 용량에 적합한 과전류 차단기 설치

(3) 부하용량에 적합한 굵기의 전선 사용 등

3. 누전에 의한 발화

누전이란 전류의 통로로 설계된 이외의 곳으로 전류가 흐르는 현상을 말하며 누전 화재라 함은 "전류가 통로로 설계된 부분으로부터 새서 건물 및 부대설비 또는 공작 물의 일부 중 누설전류가 특정한 부분으로 장시간 흐르게 되면 누전경로를 따라 특 정부분의 탄화촉진으로 이것을 발열시켜서 발생되는 화재"를 누전화재라고 하며 크 게 분류하면 건물구조재와 전기기기 및 배선에 의한 것으로 구분한다.

절연불양으로 절연체를 통하여 누전되면 절연열화가 촉진되어 누설전류가 증가하고 발화까지 이르게 되는 경우로 이러한 누전화재의 원인은 전류의 경로에 누전이 되는 누전점, 줄(joule)열로 발열하는 발화점, 대지 또는 접지 구조물에 접촉하는 접지 점(확실한 접지의 존재 및 접지 저항치)의 3가지 요건이 존재한다.
발화까지 이를 수 있는 누전전류의 최소치는 300~500[mA]정도 이며, 여기서 말하는 부대설비는 빨래줄, 물받이 홈통, 간판, 가스관, 수도관 등과 같이 원칙적으로 건 물에 고정시킨 설치물을 말하고 또 공작물이란 담장, 굴뚝, 간판탑 등을 말한다.
 
(1) 저압누전

전압측선의 지락(접지)에 의한 전류의 누설현상이 누전으로 드물게는 배선 상호간 의 부하 이외의 누전회로를 형성하는 때가 있다. 이 누전회로는 보통 전류가 적어 배선을 보호하는 차단기(퓨즈 등)가 작동하지 않으므로 화재가 발생하기 전까지 누 전을 발견 못할 때가 많다.

누전개소와 접지점 사이의 저항분포가 균일하면 발열량이 전회로에 균등하게 분포 되므로 화재를 일으킬 위험은 비교적 적으나, 이에 반해서 누전회로의 저항이 큰 경 우 즉, 못이나 쇠붙이가 철골 등에 닿는 부분, 함석지붕의 접속부, 함석과 못과의 접 속부 등과 같이 국부적일 경우, 미약한 누출전류라도 발열량이 1개소에 집중하기 때 문에 그 부분이 특히 과열되어 화재에 이를 가능성이 크다. 또한, 전기공사 시공 부 적합, 배선 등의 위치전환 등이 누전화재의 주요요인이다.

(2) 고압누전 
저압누전 외에 네온용 변압기의 2차측(고압)으로부터의 누전으로 발화할 때가 있다. 네온용 변압기의 고압측(무부하전압 3,000~5,000[V])은 단락전류가 50[mA]이하 로 억제되어 있으나, 전압이 높기 때문에 불량도체인 목재에 전류가 흘러서 발화하 기에 이른다. 특히 비에 목재가 젖어 있을 때에는 누전화재의 위험성이 크다.


4. 절연열화 또는 탄화에 의한 발화

배선기구의 절연은 유기질 절연재료로 되어 있어 오랜 시간이 경과하면 절연성이 저하하거나 접촉부분이 탄화되어 발열 또는 트래킹(Tracking)현상에 의해 발화원이 될 수 있다.
절연파괴 현상이란 전기적으로 절연된 물질 상호간에 전기저항이 낮아져서 많은 전 류를 흐르게 하는 현상을 말한다.

절연파괴의 원인으로는

(1) 기계적 성질의 저하

(2) 취급불량에서 오는 절연피복의 손상 및 절연재료의 파손

(3) 이상전압에 의한 절연파괴

(4) 허용전류를 넘는 과전류에 의한 열적열화

(5) 경년변화에 따른 절연체의 열화 등

5. 전기불꽃(Spark)에 의한 발화

화재원인으로서의 전기불꽃은 개폐기나 스위치 등의 전기회로를 개폐할 때 또는 용 접기 등을 사용할 경우에 발생하는 불꽃이 문제가 된다. 개폐기 또는 스위치류는 회 로를 차단 또는 투입할 때에 불꽃이 일어나고, 특히 회로 중에 전동기 등의 인덕턴 스 부하가 포함될 때는 더욱 심하여 회로전압이 최소 아크(arc)발생전압 이하라도 과도현상에 의한 전압상승으로 차단할 때 arc 또는 glow를 내는 일이 있다. 또 개폐 시 접촉저항에 의한 접촉부분의 급속이 과열되어 불꽃을 내는 일도 있으나, 일반적 으로 전기불꽃은 회로를 개로(OFF)할 때 더 심하다. 또한 백열전등도 유리가 파손 되면 필라멘트가 노출되어 전기불꽃과 같은 위험이 있으며, 전기설비에서 발생하는 전기 불꽃은 모두가 점화원이 될 수 있다. 이러한 스파크(spark)는 주변에 가연성 가스나 인화성 액체의 증기. 미세한 곡분. 탄가루 등이 있는 곳에서 가장 발화하기 쉬운 혼합비를 가지는 각종 폭발성가스와 증기의 최소 발화에너지는 0.02~0.3[mJ]라고 하는 아주 작은 것이다.

그러므로 전기설비에서 발생하는 전기불꽃은 모두가 점화원이 될 수 있다고 해도 과언이 아니다.

예방대책으로는 스파크(spark) 등의 불꽃이 외부로 누출되지 않는 밀폐된 스위치를 사용하고 용접기 등의 사용은 안전한 장소 또는 옥외에서 사용하며, 위험분위기 장소에서는 반드시 방폭형 기기를 사용하여야 한다.
 
6. 접속부의 과열에 의한 발화
 
전선과 전선, 전선과 접속단자 또는 접촉편 등의 도체에서 전기적인 접촉 상태가 불 완전 할 때의 접촉저항에 의한 발열에 의하여 발화원이 될 수 있다.

이러한 발열은 국부적이고 그 부분은 시간의 경과에 따라 접촉부의 변형으로 접속 부위면이 거칠어지고 저항이 증가하게 되어 접촉부위에서 발열이 지속된다. 이때 접 속면의 산화는 물론 주변 절연체의 열적열화를 촉진하게 되고 부하상태에 따라 접 속면의 발열이 증가되어 발화원이 될 수 있다.

전선 접속부 및 단자접속부의 접속상태, 반단선, 접촉면의 아산화동 증식과 그래파 이트 현상 등의 예방대책으로는 정기적인 안전점검과 일정주기 마다 실시하는 예방 정비가 요구된다.


7. 지락(地絡)에 의한 발화

1상 단락전류가 대지로 통하는 것을 지락이라고 하며, 이 경우 전류가 대지로 통하 기 때문에 지락점의 접지저항치에 따라 지락전류의 크기가 결정된다.

또한 고전압 회로인 경우 다음의 원인으로 발화원이 될 수 있다.

(1) 금속체 등에 지락될 때의 스파크

(2) 목재 등에 전류가 흐를 때의 발화현상
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8. 열적 경과에 의한 발화

열발생 전기기기를 가연물 주위에서 사용하거나 열의 방산이 잘 안 되는 장소에서 사용할 경우, 가연물에 열이 축적되어 발화하는 경우이다.

예로서 전기 스토브 등을 담요로 씌워 방치한 결과 전기 스토브 열이 축적되어 담 요에 착화한 경우 등을 들 수 있다.

 
9. 정전기에 의한 발화

정전기 화재는 정전기 스파크에 의하여 가연성 가스 및 증기 등에 인화할 위험이 가장 크다.

정전기는 물질의 마찰, 박리 등에 의하여 발생하는 것으로서, 대전된 물체 사이에서 방전이 생길 경우 주위에 있던 가연성 가스 및 증기에 인화되기 위해서는 다음과 같은 조건이 충족되어야 한다.

(1) 가연성 가스 및 증기가 폭발한계 내에 있을 것

(2) 정전기 스파크 에너지가 가연성 가스 및 증기의 최소 착화에너지 이상일 것

(3) 방전할 수 있는 충분한 전위차가 있을 것

정전기 스파크에 의한 발화흔적은 거의 남지 않는다. 따라서 이의 발생여부는 정전 기 발생 및 방전조건에서 추정할 수 밖에 없다.

방지대책으로는

(1) 정전기의 발생방지

(2) 접지본딩에 의한 대전방지

(3) 부도체의 대전방지

(4) 제전기에 의한 대전방지

(5) 인체의 대전방지
 
10. 낙뢰에 의한 발화

낙뢰는 일종의 정전기로서 구름과 대지간의 방전현상이며, 낙뢰가 발생하면 전기회 로에 이상전압이 유기되어 절연을 파괴시킬 뿐 만 아니라, 이때 흐르는 전류가 화재 의 원인이 된다.

낙뢰에 의해서 생기는 뇌격전류는 수~200[KA]범위로 분포하며, 온도는 순간적이긴 하나 약 10,000[℃], 압력은 최고 100기압 정도에 이른다. 번개의 방전은 대전류 단시간형(수만 A 이상의 전류가 수십㎲ 계속되는 것)과 소전류 장시간형(수백A의 전류가 수십ms 이상 계속되는 것)의 2종류로 대별할 수 있으나 어느 쪽이나 다같이 대전류가 땅에 이르는 사이에 순간적으로 방대한 열을 발생하여 이것이 가연물을 발화시켜 폭발하거나 화재를 일으킨다.

낙뢰에 의해 건물에 발화한 경우 그 경로별로 분류한 결과 건물에 직격뢰가 떨어지 면, 화재가 일어난 경우가 많았으며, 큰 전위차에 의해 주변에 있는 물체로의 측격 에 의한 경우도 있었고, 또한 나무나 전선, 그리고 안테나 같은 것에 떨어져서 화재 가 일어난 경우는 드문 현상이며, 일반적인 뇌전압의 침입경로는

(1) 피뢰설비(피뢰침, 수평도체 등)

(2) 건물의 접지, 높은 구조물이나 큰 나무에 낙뢰시 대지를 통해 침입

(3) 안테나 설비

(4) 전원 인입선(전선)

(5) 통신회로 배선(전화선, 케이블 TV 등), 기타
 
11. 형광등기구에 의한 발화현상

가. 발화원인의 경향 형광등기구 내에서 발생하는 출화위험은 안정기의 절연열화에 의한 발열, 조립불량에 의한 코일의 손상, 콘덴서의 절연열화, 코드 및 리드선의 단락, 누전 등이 있다.

(1) 형광등용 안정기에 5~10[%] 과전압 인가시 5~7[℃] 온도가 상승되어 절연열 화를 촉진시키며, 형광등 점등시 콘덴서에는 정격전압의 약 1.6~1.7배가 인가되므 로 잦은 점등은 콘덴서 폭발사고로 이어져 발화원인이 됨.

(2) 2등용 써크라인 형광등에는 안정기와 램프가 각각 2개가 설치되어 있기 때문에 1등용 형광등에 비하여 루버내에서 축열작용으로 등기구 부품의 온도상승에 의해 절연열화가 촉진되고, 안정기와 리드선의 연결부분에서 발열, 발화되면 전압인가 상 태에서는 자연 소화되지 않고 연고가 지속되며, 또한 단자 사이에 먼지, 습기 등에 의한 탄화도전로 형성으로 안정기 코일이 단락되어 착화됨.

(3) 형광등용 인입선에 사용되는 절연비닐코드는 열적 특성이 취약하며, 피복 손상 등에 의해 탄화도전로가 형성되어 불꽃방전이 발생함.
 
(4) 글로우스타터 케이스가 불꽃 접촉 등에 의해 인화되면 불꽃을 제거시킨 후에도 연소가 지속적으로 진행됨.
 
(5) 콘덴서와 안정기를 하나의 볼트로 고정하여 사용하면 안정기에서 발생된 열이 콘덴서에 직접 전도되어 콘덴서 소손사고의 원인이 되고, 형광등(써크라인)기구중 열발생이 가장 높게 나타난 것은 램프의 전극부분이며, 전극부분과 안정기가 근접 설치되어 있으면 형광등에서 발생되는 열이 안정기에 전도되어 정상 온도보다 약 10~20[℃] 상승함에 따라 발화의 원인이 됨.

(6) 2등용 써크라인 형광등에서 32[W]와 40[W]를 오결선시 40[W]용 안정기는 온도가 내려가나 32[W]용 안정기는 온도가 상승하여 절연열화를 촉진하고, 글로우 스타터 케이스(180[℃]에서 용융시작)의 연소현상은 점등관 아래쪽부터 용융이 시작되면서 점차 상부로 확대되어 발화함.
 
◈ 형광등화재 감정요령 ◈

(1) 안정기에서 출화한 경우

형광등기구에 의한 화재는 안정기에 관계된 것이 대부분을 차지하며 그 원인으로는 절연열화, 층간단락, 이상발열 등 여러 가지가 있고 화재에 이르는 과정은 다음과 같다.

< 화재발생 플로우차트 > 코일의 절연열화 또는 손상 → 층간단락 → 이상발열 → 절연열화 촉진 → 층간단락 확대 → 과전류 통전 → 이상발열(램프전극 단선, 안정기 코일 단선, 안정기 → 발열. 발화)

안정기 절연열화의 주원인으로는

a. 코일의 핀홀(Pin Hole : 바늘구멍) 등 제조상에 의한 것

b. 조립 및 설치 부적합에 의한 것

c. 주변 환경 조건 등을 생각할 수 있다.

전기절연재료는 사용 또는 시일경과에 따라 열화가 진행되고, 절연열화에 의한 발열 의 경우 안정기 내의 충전재(아스팔트계 컴파운드 또는 폴리에스테르계 컴파운드) 가 열에 녹아 케이스의 틈 사이로부터 흘러나오던가 또는 충전재가 소손되어 있는 상태에서 더욱 발열이 진행될 경우에는 코일에 단락혼이 생성되면서 발화한다.

또한 안정기를 등기구 외함에 부착할 때 나사못을 너무 조이면 덮개 밑 코일이 지 나치게 압착되어 코일과 덮개 밑에서 단락상태로 되어 발화하는 경우도 있다. 이와 같은 경우 안정기를 기구에서 때어 내 보면, 안정기의 금속덮개 밑의 보빈(종이 또 는 플라스틱 절연재)과 충전재가 탄화되어 덮개에 지락되면서 발생한 용융흔을 볼 수 있으며 기구 자체에도 구멍이 나 있는 경우도 있다.

이와 같은 현상은 권선의 절연열화가 원인이 되어 진행하는 경우이기 때문에 어느 것에 기인한 것인가는 기구의 설치시기와 경과년수 등으로부터 판단하게 된다.

(2) 콘덴서에서 출화한 경우

글로우스타터에 의한 텔리비젼이나 라디오의 잡을을 방지하기 위해 글로우스타터와 병렬로 콘덴서를 접속하고(기구에 따라 용량 0.005~0.007[㎌]의 페이퍼콘덴서) 금 속의 원통케이스 내에 넣어 둔 것으로 글로우스타터와 별도로 형광등기구 내 케이 스 중에 접속되어 넣어져 있는 것도 있다.

콘덴서도 일반 전기기기와 마찬가지로 절연이 열화되면 그것이 원인이 되어 단락 또는 발열. 발화하며 이와 같은 경우에는 콘덴서 표면의 알루미늄 박(箔)이 용손(鎔損)되어 있다.

이처럼 상황이 확인되는 경우는 콘덴서에서 출화한 것으로 보며 그 원인도 고전압 이 인가되는 등의 특수사정이 없는 한 절연열화로 판정한다.(콘덴서와 안정기를 하 나의 볼트로 고정하여 사용하면 안정기에서 발생된 열이 콘덴서에 전도되어 열화를 촉진시킨다)

(3) 코드 및 리드선으로부터의 발화

형광등기구의 리드선은 비닐절연전선이 대부분 사용되며 등기구 조립시 잘못으로 절연전선의 피복을 손상하든가 또는 어떤 진동에 의해 등기구 외함에 접촉된 피복 이 손상되어 선간 또는 기구케이스를 사이에 끼고 단락되는 경우가 있다.

이와 같은 경우에는 통상 케이스 내의 리드선 또는 코드에 단락흔이 생겨 있다. 외부에서 화염을 받은 경우에는 기구 내에서 단락하기 이전에 전원이 어딘가에서 끊어지고 케이스 내의 배선에 전압이 인가된 상태로 연소되는 겨우는 거의 없으므 로 케이스 내의 배선, 리드선에 단락흔이 있을 경우는 이것이 원인이라고 보아도 좋다.

(4) 누전으로 출화하는 경우

형광등기구가 누전원으로 되는 경우는 등기구가 건물의 접지체에 부착되어 있는 경우에 일어날 위험성이 있기 때문에 누전화재의 경우 형광등기구를 누전원으로 관련 시켜 조사할 필요가 있다.

이 경우 기구 케이스와 리드선간에 절연저항을 측정하면 리드선과 기구케이스는 절연되어 있기 때문에 케이스에 접촉되어 있지 않는 한 절연저항은 양호하다.

그러나 측정치만으로는 완전한 조사라고 할 수 없으므로 절연저항이 양호하여도 케이스를 끄집어내어 코일을 분해하여 조사할 필요가 있다.

그리고 케이스 및 배선에 스파크흔이 있는가, 없는가를 조사하고, 스파크흔이 검출 된 경우는 그 개소에서 접지까지의 회로가 구성되어 있는가를 확인 검토하며 그 결 과 누전회로가 입증되면 형광등기구가 누전원으로 된다. 

(5) 잠재적 점화원으로 착화하여 폭발.연소하는 경우

형광등 램프에서 발생한 열원의 최고 온도는 약 130[℃] 정도 일반 가연성 물질의 착화원이 되기는 어렵다. 그러나 인화점이 130[℃] 이하인 폭발성 혼합기체 또는 가연성가스.증기 및 분진 등의 폭발조건이 조성되면 최소 착화에너지원으로 되어 폭 발 또는 화재로 진행하여 전기재해의 원인이 되며 인화점이 낮은 가연성 가스가 발생되는 위험장소에서는 방폭등을 사용하여야 한다.

(6) 글로우스타터의 케이스에서 발화한 경우

글로우스타터내의 바이메탈 접점불량으로 글로우방전이 지속되면 이때 발생된 높은 열이 축열되어 그로 인해 글로우스타터 캡을 용융시켜 발화시키거나, 글로우스타터 밑받침용 베이클라이트의 열화로 탄화도전로가 형성된다.

이때 극간에 불꽃방전이 계속되면서 탄화가 지속되어 미세한 전류에도 화재로 발전 한다.

형광등 케이스 내의 글로우스타터의 잔존물을 수거하여 정확한 화인을 판정한다.

(7) 등기구 접점 및 소들시 발생한 스파크에 의한 발화

가연성 가스.증기 및 분진 등의 폭발 분위기(누설 또는 체류)가 조성되어 있는 상태 에서 등기구를 점등 또는 소등하기 위하여 스위치를 조작하면 스파크에 의해 가스 등이 폭발.인화되어 화재로 발전한다.

이와 같은 경우에는 스위치 부분에 그을음이 부착되는 현상을 볼 수 없으므로, 소손 된 잔존물에 의해 형광등기구가 발화원이라는 것을 입증하기는 곤란하다.

◈ 네온관등설비의 화재감정 요령 ◈

가. 발화원인의 경향

네온관등설비(Neonsign)의 출화위험은 네온변압기 2차측의 네온회로 및 부대설비에 서 네온간판(옥상, 벽면, 네온사인, 돌출, 처마위, 처마밑 네온사인) 등으로 방전한 경우와 네온변압기 1차측 저압회로 단락 또는 연결코드와 애자의 절연열화에 의해 발생한다.

(1) 고전압누전에 의해 출화한 경우 

누전화재라 부르는 것 중에는 특이한 경로에서 발생하는 것이 있는데 이러한 것이 많은 것은 조명용 네온사인을 사용할 때에 많이 일어나는 현상이다.

네온사인을 점등하는 데에는 2차 전압 7~15[kv] 정도의 변압기가 사용되고 있으 며, 이 변압기는 보통 누설형이고 2차측이 단락되어도 20[mA] 이상의 전류는 흐르지 않게 되어 있다.

이 변압기의 양단에 결선한 도선의 절연이 불완전하고 목재 등에 근접하여 있으면 전류가 목재로 흐르는 수가 있다. 목재의 저항은 크기 때문에 수백볼트 정도의 전압 이면, 비록 접촉하여도 흐르는 전류는 미약하지만 전압이 10[KV] 정도의 고압이기 때문에 10[mA]이상의 전류가 통전되면 목재 자신이 발염 발화하여 화재의 원인이 되는 수가 있다.(이와 같은 화재는 우천시에 많이 발생되는 경향이 있음)

(2) 네온관등설비의 화재는 그 대부분이 고압 누설방전에 의한 것이지만 출화부위가 네온 문자반에서 일어난 것이며 그 출화원인은 아래와 같다.

a. 네온관 지지애자의 탈락 또는 파손에 의해 네온관 리드선이 함석판 또는 간판목 재에 접촉하여 방전
 
b. 네온관의 파손에 의해 간판 목재에 방전

c. 네온전선의 지지 혹은 딴 물건에서 손상을 받아 방전

d. 네온 방전등용 안정기의 절연열화에 의한 누전

네온전등설비의 2차측 전압이 고압이기 때문에 수분. 먼지 이격거리의 단축 등에 의 한 절연물의 절연내력이 떨어지면 절연물의 표면에 연면방전(沿面放電)이 일어나기 쉽다.

절연물의 표면에 연면방전이 일어나면 누설전류가 적어도(50[mA] 이하) 줄(Joule) 열에 의해 절연물에 탄화구가 생긴다. 이 탄화구는 도전성으로 가지기 때문에 보통 누설방전이 촉진되어 탄화구의 범위가 심하게 되어 잇는 것이 검출되는 것도 이 때 문이다.

네온관등 설비를 감정할 때는 피복(타고 남아있는 배선의 피복)에 탄화구가 생겨 있는가 없는가 또 목재 등의 구조재에 국부적으로 심하게 탄것이 보이는가 어떤가 에 따라 누전방전의 사실을 규명하여야 한다.

e. 설비의 견년변화, 파손상황, 네온의 점멸상황(일부 누설방전에 의해 네온의 일부가 꺼지는 경우가 있음), 잡음 등의 유무, 비, 눈, 먼지의 부착상황, 공사상의 미비 등에 의해 누설방전이 일어날 가능성의 유무를 고찰하고 원인결정을 한다.

f. 네온 점멸기의 단자부에 드럼의 구리가루가 부착하여 절연물 표면에 누설전류가 흐르는 트래킹(Tracking)현상에 의한 화재 발생

◈ 코드 및 전선 ◈

(1) 발화원의 경향

a. 코드 및 전선의 지지를 못 또는 스테이플(staple)로 지지하는 부분 또는 직각으 로 심하게 굽은 부분 등의 피복이 손상된 경우

b. 전선의 인입 또는 인출부에서 냉장고 등의 진동에 의해 전선피복이 마찰 또는 손 상되어 일어나는 화재

(2) 감정요령

a. 전기기기에 접속되어 있는 코드 또는 배선은 전압이 인가된 상태에서 불에 타게 되는 경우에는 심선(芯線)이 단락되고, 그때 발생된 스파크에 의해 심선에 용융흔을 남기게 된다.

b. 코드 또는 배선에 전기적 용흔이 있다면 그 개소까지는 분명히 통전상태였으며 거기서부터 전기기기까지의 사이에 개폐기 등이 없다면 그 기기는 통전상태에 있었 다는 것을 알 수 있다.

c. 직각으로 심하게 굽은 부분에서의 코드나 전선 인입 또는 인출을 위한 인입인출 부에 구리성분이 검출되거나 남아 있으면 그 인입부의 가까운 부분에서 접촉에 의 한 아크(Arc) 및 발열이 화재로 진전된 것으로 판정

d. 기기에서 전원측까지의 코드 또는 배선의 상태를 조사해 본 결과 불에 타서 엉켜 있는(덩어리로 된) 상태로 발굴되었을 경우에도 전선을 잘 풀어서 용흔이나 변색상 태를 식별한다.

e. 용흔이 일부에 있고 변색상태가 부분적으로 다를 경우에는 그 코드나 배선은 화 재 당시 길게 장력(狀力)을 받은 상태였다고 볼 수 있다.
단, 전기기기와 전원이 근접하여 있거나 간선을 길게 임시배선으로 사용하고 있었던 경우는 예외이다.
 
f. 배선 또는 코드류의 단락은 비교적 화점에 가까운 개소에서 발생하기 쉽기 때문 에 이것에 의해 출화점을 아는 단서를 얻을 수 있다.

◈ 콘센트(concentrator)와 플러그(plug) ◈

(1) 발화원인의 경향

a. 화재 당시 플러그가 콘센트에 꽃힌 상태의 여부를 조사하는 것도 통전 상태를 아는 요점이다.

    b. 콘센트, 플러그, 스위치, 접속기, 배선용차단기 등의 외함에 사용하는 유기질 절 연재(폐놀수지, 플라스틱 등)는 일반 화재시의 화염에 의해 검은색으로 변하지만, 매우 높은 온도(약 1,200[℃] 이상)에서 즉, 전기 스파크에 의해 연소할 때는 절연 재가 불에 타버린 뒤에 흰색의 재로 남는다.

(2) 감정요령

a. 꽂혀져 있었던 경우는 플러그의 접촉편이 콘센트의 내부 칼받이에 접촉하여 있기 때문에 탄소 등의 부착물이 붙기 어렵고 타는 것이 특히 심하지않는 한 접촉부의 도금도 원색을 가지고 있다.

b. 플러그 접촉편에 손을 대지 않도록 주의하고 물로써 잘 닦고 자세하게 살펴보면 접촉편의 변색상태에서 꽂힘의 유무를 판정할 수 있다.
 
c. 플러그가 들어간 채로 콘센트의 칼받이도 그대로 소둔(燒鈍;풀림)하고 가역성이 상실되기 때문에 칼받이는 벌어져 있다.

d. 콘센트의 칼받이가 타지 않은 것과 플러그가 꽂혀있지 않은 상태에서 불에 연소 된 것과 비교해 보고 칼받이가 벌려져 있으면 출화 당시 플러그가 꽂혀 있었던 것 으로 본다.

e. 꽂힌 상태로 탔을 때에는 콘센트의 베이스(베이클라이트 또는 경질염화비닐)가 탄화 부착하여 있는 경우에는 이 탄화물을 육안으로 판정하는 것은 곤란하다.
 
f. 현장에서 감정할 수 없는 경우는 증거물을 채취하여 전자현미경을 이용하여 물질 의 정성.정량 분석으로 판정함.

g. 콘센트 극간에 이물질(물 또는 끓이던 국물)이 흘러들면 전극간이 젖은 상태로 누설전류가 흘러 줄(Joule)열과 국물 등이 증발할 때 발생되는 스파크 등에 의해 전 극간의 플라스틱에 트래킹(Tracking; Graphite; 黑鉛)현상이 생겨 발화

h. 변압기, 전동기 또는 형광등 안정기를 분해하였을 때 권선의 내부 절연물이 불에 타서 흰색의 재가 된 상태이고, 외부에서는 흑색으로 변화되어 있다면 이것은 내부 에서 전기적 원인에 의해 일어난 화인으로 판명한다.

i. 외부의 절연재료가 불에 타서 흰색으로 심하게 손상되었다면 화인은 그 절연재료 의 내부에 있지 않고 외부 화염에 의해 손상을 받는 것으로 식별한다.

◈ 배분전반 ◈

전기화재가 금속제의 배.분전반 내에서 진행되어 밖으로 나왔는가 아니면 외부 화염이 내부로 진행되었는가 여부를 가리기 위해서는 배.분전반 내부의 화재피해 정도를 조사하여 판정한다.

배.분전반은 대부분 철강제로 되어 있어 그 내부의 부품은 소손되어도 형태는 그대로 남아있게 된다.

(1) 감정요령

a. 배.분전반 내부가 균일하게 피해를 입었다면 일반적인 화염이 밖에서 배.분전반 안으로 진행했다고 판명함(화염이 외부에서 몰려오면 이때 배.분전반 안에 있는 배 선과 차단기류는 전기 또는 가스 오븐렌지의 내부와 같은 원리로 고르게 소손됨)

b. 금속제 배.분전반 내부에서 전기적 고장으로 부품이 발화하면 가연성 가스가 배. 분전반 내부를 가득 채우게 되어 내부는 고압이 형성되고 이 압력으로 금속판이 밖 으로 늘어나거나 접합부분이 늘어난다.

c. 늘어난 부분을 통하여 불길이 밖으로 나오는 출구부분에서 연소현상이 극심하게 된다. 이러한 경우에는 박스 상부 및 측면에 심한 손상을 입지만 다른 부분은 상대적으로 손상을 적게 받는다.
이와 같은 현상이 나타나면 내부 화인으로 판명한다.

자료출처 : 전기안전공사

전기신문 2023.06.08자 신문기사 내용 중