[화재감식평가산업기사] 아크, 정전기

1. 다음의 발화유형을 각각 2가지씩 쓰시오. (다만, 트레킹 현상은제외한다)(2018)

① 직렬아크 : 반단선, 접촉불량
② 병렬아크 : 합선, 지락

 

2. 정전기의 종류 6가지만 쓰시오(2018) 

마찰대전, 파괴대전, 분출대전, 유동대전, 박리대전, 침강대전

3. 다음을 설명하시오.(2018) 

① 정전기 : 전하가 정지 상태에 있어 흐르지 않고 머물러 있는 전기
② 전하 : 물체가 띠고 있는 정전기의 양
③ 대전 : 전하량의 평형이 깨지면 물체는 (-)전기 혹은 (+)전기를 띠게 되는 현상

④ 대전체 : 대전된 물체

 

---

● 아크

아크 또는 아크방전은 보통 공기와 같은 비전도성 매체를 통해 전류를 발생시키는 가스 절연 파괴현상으로 절연매체 사이에서 지속적으로 번쩍이는 방전현상이다.

 

아크가 발생할 때는 상당한 열이 발생하는데 아크 중앙부의 온도는 섭씨 5천도에서 1만 5천도에 이른다.

전극을 접촉시켜서 강한 전류를 흐르게 하면, 전극의 선단은 과열되고 금속의 증기를 방전하는 아크가 발생되는데 전기아크 용접은 아크가 발생시키는 강력한 열 에너지를 사용하여 금속을 녹여 결합시킨다.

이처럼 아크는 잘 알고 이롭게 사용하면 우리 생활에 편의를 제공하지만 예상치 못한 아크는 생명과 재산상 막대한 손실을 발생시킨다.

▶ 아크의 발생요인

 

a) 못, 나사 등에 의한 손상

b) 클립, 집게 등으로 인한 눌림

c) 문이나 창문으로 배선이 통과하는 경우 문틈에 끼어 배선 손상

d) 외부노출 시 자외선, 온.습도, 가스 영향으로 배선손상 및 절연노화

e) 설치류(쥐)로 인한 피복손상

f) 결선부위의 불완전한 연결

g) 구부림, 접힘으로 인한 손상

 

● 정전기 

- 전하의 공간적 이동이 적고 자계현상이 전계현상보다 무시할 수 있을만큼 적은 전기 

 

두 물체의 접촉으로 인한 접촉면에서 전기 이중층의 형성과 전기 이중층의 분리에 의한 전위상승 및 분리된 전하소멸의 3단계로 나누어지고 대전현상은 이 3단계 과정이 연속적으로 일어날 때 발생한다 

 

▶ 정전기의 종류

 

1) 마찰대전

 

 

- 두 물체에 마찰이나 마찰에 의한 접촉위치의 이동으로 전하의 분리 및 재배열이 일어나서 정전기가 발생하는 현상

- 접촉과 분리의 과정을 거쳐 정전기가 발생 

2) 박리대전

 

 

- 서로 밀착되어 있는 물체가 떨어질 때 전하의 분리가 일어나 정전기가 발생하는 현상

- 접촉면적, 접촉면의 밀착력, 박리속도 등에 의해 정전기 발생량이 변화하며 일반적으로 마찰에 의한 것보다 더 큰 정전기가 발생한다

 

3) 유동대전

 

 

- 액체류가 파이프 등 내부에서 유동할 때 액체와 관벽사이에 정전기가 발생한다.

- 액체류가 파이프 등 고체와 접촉하면 액체류와 고체와의 경계면에 전기 이중층이 형성되어 이때 발생된 전하의 일부가 액체류와 함께 유동하기 때문에 정전기가 발생하는 현상

 

4) 분출대전

 

- 분체류, 액체류, 기체류가 단면적이 작은 분출구를 통해 공기 중으로 분출되 때 분출하는 물질과 분출구와의 마찰로 인해 정전기가 발생한다.

- 분출되는 물질과 분출구를 구성하는 물질과의 직접적인 마찰에 의해서도 정전기가 발생하지만 실제로 더 큰 정전기를 발생시키는 요인은 분출되는 물질의 구성입자들간의 상호충돌이다.

- 유체가 분사할 때 순수한 가스 자체는 대전현상을 나타내지 않지만 가스내에 더스트, 미스트 등이 혼입하면 분출시에 대전한다.

5) 충돌 대전

 

분체류와 같은 입자상호간이나 입자와 고체와의 충돌에 의해 빠른 접촉, 분리가 행하여 짐으로써 정전기가 발생하는 현상이다.

6) 파괴 대전

 

고체나 분체류와 같은 물체가 파괴되었을 때 전하분리 또는 정, 부전하의 균형이 깨지면서 정전기가 발생하는 현상

 

7) 혼합대전

혼합대전은 액체 상호 등을 혼합할때 일어나는 대전 현상

8) 심강대전, 부상대전

심강대전, 부상대전은 액체의 유동에 따라 액체 중에 분산된 기포 등 용해성의 물질(분산물질)이 유동이 정지함에 따라 비중차에 의해 탱크 내에서 심강 또는 부상할 때 일어나는 대전 현상

9 ) 적하대전

- 적하대전은 액체가 액적으로 공기 중에 방출될 때 일어나는 대전현상

- 적하대전에서는 액체와 공기와의 유전을 차에 의해 불균일한 전하분포를 생기게 하여 액체가 액적 형성시에 파괴되는 것으로 정전기가 발생한다. 따라서 물, 전해액등 유전율이 큰 액체가 적하대전이 크다.

10) 동결대전

동결대전은 극성기를 갖는 물 등이 동결하여 파괴할 때 일어나는 대전현상으로 파괴에 의한 대전의 일종이다. 

11) 유도대전

- 유도대전은 대전물에 가까이 대전될 물체가 있을 때 이것이 정전유도를 받아 전하의 분포가 불균일하게 되며 대전된 것이 등가로 되는 현상이다.

- 유도 대전에서는 정전유도를 받은 도체의 형상 및 대전 물체로부터 거리에 따른 큰 유도전위가 생긴다.

- 대전 물체를 갖는 금속제 용기의 대전 및 대전한 석유류의 액면에 접근하는 금속제 시료 채취용기의 대전은 유도대전의 일례이며, 이와 같이 유도대전의 가능성이 있는 도체는 접지를 잊지 말고 실시할 필요가 있다

 

▶ 정전기 재해 

- 정전기기 착화원이 되어 화폭으로 이어진다

- 전기충격에 의한 추락

- 쇼크로 인한 컴퓨터 오작동, 전자부품 파손

- 전하발생 -> 전하축적 -> 절연파괴 -> 방전

- 정전기의 방전 에너지 > 최소 착화에너지 

- 예방대책: 정전기 발생을 억제, 발생전하의 다량 축적방지, 위험조건 하에서 방전 방지 

 

 

출처:

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=firerisk&logNo=220879347664

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=mrdoh09&logNo=80013055419

http://www.nareiotlab.com/tech/tech.php

https://slidesplayer.org/slide/16979340/