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제4편 기타관계법령 및 안전관리(2)

⚬ 전기설비 : 발전, 송전, 변전, 배전 또는 전기사용을 위하여 설치하는 기계, 기구, 댐, 수로, 저수지, 전선로, 보안통신선로 및 그 밖의 설비로서 다음의 것을 말한다.

  1) 전기사업용전기설비 : 전기설비 중 전기사업자가 전기사업에 사용하는 전기설비(전기를 생산하여 판매하는 목적으로 설치하는 발전소, 변전소, 송전설비, 배전설비 등을 말하는 것으로 주로 한전 설비가 해당)

  2) 일반용전기설비 : 산업통상자원부령이 정하는 소규모의 전기설비로서 한정된 구역에서 전기를 사용하기 위하여 설치하는 전기설비

  3) 자가용전기설비 : 전기사업용전기설비 및 일반용전기설비 외의 전기설비

   가. 전압 7,000V 이상으로 수전하여 사용하는 전기설비

   나. 저압으로 수전하나 수전용량 75㎾ 이상(제조업 및 심야전력은 100㎾ 이상)인 사용설비

   다. 10㎾ 이상인 발전기 설비

  4) 전기설비에서 제외되는 설비

   가. 댐·저수지, 선박, 차량 또는 항공기에 설치되는 것

   나. 전압 30V 미만 전기설비로서 전압 30V 이상의 전기설비와 전기적으로 접속되어 있지 아니한 것

⚬ 전기안전관리자의 선임 : 전기사업자나 자가용전기설비의 소유자 또는 점유자는 전기설비(휴지 중인 전기설비 제외)의 공사·유지 및 운용에 관한 안전관리업무를 수행하게 하기 위해 산업통산자원부령으로 정하는 바에 따라 국가기술자격법에 따른 전기·기계·토목 분야의 기술자격을 취득한 사람 중에서 각 분야별로 선임하여야 한다.

  ▷ 전기안전관리자를 선임하여야 하는 전기설비는 다음 각 호의 전기설비 외의 전기설비를 말한다.

   1. 전압이 600V 이하인 전기수용설비로서 제조업 및 제조업관련서비스업에 설치하는 전기수용설비

   2. 심야전력을 이용하는 전기설비로서 전압이 600V 이하인 전기수용설비

   3. 휴지중인 다음 각 목의 전기설비

    가. 전기설비의 소유자 또는 점유자가 전기사업자에게 전기설비의 휴지를 통보한 전기설비

    나. 심야전력 전기설비(전기공급계약에 의하여 사용을 중지한 경우만 해당)

    다. 농사용 전기설비(전기를 공급받는 지점에서부터 사용설비까지의 모든 전기설비를 사용하지 아니하는 경우만 해당)

   4. 설비용량 20㎾ 이하의 발전설비

⚬ 전기공사의 종류

  1) 발전, 송전, 변전 및 배전설비 공사

  2) 산업시설물, 건축물 및 구조물의 전기설비공사

  3) 도로, 공항 및 항만의 전기설비공사

  4) 전기철도 및 철도신호 전기설비공사

  5) 상기 1)~4)까지의 전기설비공사 외의 전기설비공사

  6) 상기 1)~5)까지의 전기설비 등을 유지, 보수하는 공사 및 부대공사

⚬ 전기화재의 발생 원리 : 도체에 전류가 흐르면 저항이 있는 도체는 반드시 열 등의 에너지 발산을 수반하게 된다. 이때 발생하는 열을 줄열(Joule’s Heat)이라 한다. 또한 공간을 통한 전극 간의 전압이 그 공간의 내전압을 넘는 경우에는 전극 간에 불꽃을 수반하는 현상이 발생하게 되는데 이를 전기방전이라 한다. 전기화재는 이러한 발열작용 및 방전현상의 이용조건 부족 및 이런 현상들의 비정상적인 경로에서 발생할 경우에 발생되는 불꽃 등에 기인하는 것이다.

⚬ 줄열(Joule’s Heat) : 도체에 전류를 흘렸을 때 발생하는 열량은 전류의 제곱과 도체 저항의 곱에 비례한다. 이때의 값을 열량으로 표현하면 다음 식과 같이 표현되며 이를 줄의 법칙이라 한다.

저항 R은 도체의 길이에 비례하고 단면적에는 반비례하므로 동종의 도체라 하더라도 길이가 길고 단면적이 적으면 저항이 커져 발열량은 증가하게 된다.

⚬ 발생 원인에 의한 전기화재의 종류

  1) 단락(합선)에 의한 발화 : 전선의 절연피복이 손상되어 동선 상호가 직접 접촉한 경우, 못 등의 금속을 매개로 동선상호가 이어진 경우 등을 말한다.

  2) 과부하에 이한 발화 : 전선이 과부하 상태가 주된 원인은 사용부하의 총합이 전선의 허용전류를 넘는 경우이다.

  3) 반단선에 의한 발화 : 전선이 절연피복 내에서 단선되어 그 부분에서 단선과 이어짐을 되풀이하는 상태 또는 완전히 단선되지 않을 정도로 심선(소선)의 일부가 남아있는 상태를 말한다.

  4) 트래킹 및 흑연화 현상(그래파이트)

   가. 트래킹(미소물질에 의한 도전성 통로 형성) : 전압이 인가된 이극(서로 다른)도체 간의 고체절연물 표면에 수분을 많이 함유한 먼지 등 전해질의 미소물질, 전해질을 함유하는 액체의 증기 또는 금속가루 등의 도체가 부착하면 그 절연물 표면의 부착물 간에 소규모 방전이 발생한다. 이것이 반복되면 절연물의 표면에 점차로 도전성의 통로(track)가 형성되는데 이 현상을 트래킹이라고 한다.

   나. 흑연화 현상(그래파이트) : 목재가 보통 화염을 받아 탄화한 경우는 무정형 탄소로 되어 전기를 통과시키지 않지만 스파크 등에 의해 고열을 받는 경우 또는 화염만으로 산소결핍을 받은 경우에 무정형 탄소는 점차로 흑연화되어 도전성을 가지게 된다. 이와 같은 현상이 목재 이외의 고무 등의 유기절연물에도 생긴다. 이와 같이 흑연화 현상이란 유기절연물이 전기불꽃에 장시간 노출되면 절연체 표면에 적은 탄화 도전로가 생성되어 그 부분을 통해서 전류가 흘러 줄열이 발생하여 고온이 되고 인접부분을 열로 새롭게 흑연화시켜 전류를 통과시키게 된다. 이것이 계속 이어져 서서히 입체적으로 확대되어 전류가 증가하여 결국은 넓은 범위로 발열발화하는 현상을 말한다.

  5) 누전 : 전류의 통로로 설계된 이외의 곳으로 최대공급전류의 2천분의 1을 초과하는 전류가 흐르는 현상

  6) 접촉불량 및 아산화동 증식 발열 현상 : 도체의 접속(촉)부의 접촉상태가 불량이 되면 전류가 흐를 때 발열하여 접촉부 근처 전선의 절연피복이 발화하는 것이 있다. 이 발열요인으로서는 접촉저항의 증가에 따라 줄열에 의한 것과 특수산화물의 생성에 의한 발열(아산화동 증식 발열 현상)이 있다.

  7) 절연열화 또는 탄화에 의한 발화 : 배선기구의 절연은 유기질 절연재료로 되어 있어 오랜 시간이 경과하면 절연성이 저하되거나 접촉부분이 탄화되어 발열 또는 트래킹 현상에 의해 발화원이 될 수 있다. 절연파괴 현상이란 전기적으로 절연된 물질 상호 간에 전기저항이 낮아져서 많은 전류를 흐르게 하는 현상을 말한다.

⚬ 전기화재의 예방

  1) 과부하 및 단락에 대한 대책

   가. 정격퓨즈 사용

   나. 부하전류에 맞는 규격전선의 사용

   다. 과전류의 위험이 있는 부하에 비닐절연전선 사용 지양

  2) 누전에 대한 대책

   가. 누전차단기 설치

   나. 절연저항 측정 및 유지

   다. 전기설비기술기준 및 내선규정에 적합한 공사 시행

  3) 정전기 방전에 대한 대책

   가. 접지 및 본딩

   나. 정전화 착용

   다. 제전기 사용(공기의 이온화)

   라. 도전성 향상

   마. 습도유지

   바. 배관 내 액체의 유속제한

   사. 정전차폐

  4) 기타의 대책

   가. 절연열화 방지

   나. 스파크 방지

⚬ 감전사고 방지책

  1) 노출 충전부의 방호

  2) 보호절연

  3) 보호접지

  4) 누전차단기 설치

  5) 이중절연구조의 전동기계·기구 사용

⚬ 전압의 구분[2021년 개정된 한국전기설비규정(KEC) 사항]

  1) 저압 : 직류는 1.5㎸ 이하, 교류는 1㎸ 이하인 것

  2) 고압 : 직류는 1.5㎸를, 교류는 1㎸를 초과하고 7㎸ 이하인 것

  3) 특고압 : 7㎸를 초과하는 것

⚬ 접지공사의 종류[2021년 개정된 한국전기설비규정(KEC) 사항]

  1) 접지대상에 따라 일괄 적용한 종별접지(1종, 2종, 3종, 특3종) 폐지

  2) 국제표준의 접지설계 방식 도입을 통한 현장 특화된 접지시스템 구분 설정

   가. 계통접지 : 전력계통의 이상현상에 대비하여 대지와 계통을 접속

   나. 보호접지 : 감전보호를 목적으로 기기의 한 점 이상을 접지

   다. 피뢰시스템접지 : 뇌격전류를 안전하게 대지로 방류하기 위한 접지

⚬ 가스관련법의 구분

  1) 고압가스 안전관리법 : 고압가스로 인한 위해를 방지하고 공공의 안전을 확보함

  2) 액화석유가스의 안전관리 및 사업법 : LPG취급 및 가스용품 안전관리에 관한 사항을 정하고 수급을 합리적으로 조정함

  3) 도시가스 사업법 : 도시가스사업을 합리적으로 조성·육성하여 공공의 이익과 안전을 확보함

⚬ 가스의 물리적 상태에 따른 분류

  1) 압축가스

   가. 압축가스는 사용의 온도에서 압력이 1㎫ 이상이거나, 35℃에서의 압력이 1㎫ 이상이 되는 가스

   나. 수소(H₂), 산소(O₂), 질소(N₂), 메탄(CH₄)과 같이 비점(끓는 점)이 낮기 때문에 상온에서 압축하여 액화하기 어려운 가스를 상태변화 없이 압축한 것

   다. 압축가스를 판매할 목적으로 용기에 충전할 때, 이들 압축가스의 압력은 약 12㎫ 이상

  2) 액화가스

   가. 액화가스는 상용의 온도 또는 35℃의 온도에서 0.2㎫ 이상이거나 0.2㎫ 이상이 되는 경우의 온도가 35℃ 이하인 가스

   나. 프로판(C₃H₈), 염소(Cl₂), 암모니아(NH₃), 탄산가스(CO₂), 산화에틸렌(C₂H₄O) 등과 같이 상온에서 압축하면 비점(끓는 점)이 다른 가스에 비해 높아 압력을 가하면 쉽게 액화되는 가스

   다. 액화가스는 액화시켜 용기에 충전한 것을 말하며, 용기 내에서는 액체 상태로 저장

  3) 용해가스

   가. 용해가스는 15℃에서의 압력이 0㎫을 초과하는 가스

   나. 아세틸렌(C₂H₂)을 예로 들 수 있으며, 매우 특별한 경우로서 압축하면 분해 폭발하는 성질 때문에 단독으로 압축하지 못하고, 용기에 다공물질의 고체를 충전한 다음, 아세톤과 같은 용제를 주입하여 이것에 아세틸렌을 기체상태로 압축한 것

⚬ 가스의 성질에 따른 분류

  1) 가연성 가스

   가. 가연성 가스란 공기(산소)와 일정량 혼합되어 있는 경우 점화원에 의해 점화되어 연소 및 폭발이 일어나는 가스

   나. 가연성 가스의 종류에는 아세틸렌·암모니아·수소·황화수소·일산화탄소·메탄·브롬화메탄·에틸렌·산화에틸렌·프로판·프로필렌·부탄·벤젠 등이 있다.

   다. 폭발한계(연소한계)의 하한이 10% 이하인 것과 폭발한계(연소한계)의 상한과 하한의 차가 20% 이상의 것이다.

  2) 조연성 가스

   가. 조연성가스는 산소, 공기 등과 같이 다른 가연성 물질과 혼합되었을 때 폭발이나 연소가 일어날 수 있도록 도움을 주는 가스

   나. 종류로는 공기, 산소, 염소, 불소, 아산화질소, 오존 등이 있다.

  3) 불연성 가스

   불연성 가스는 질소, 아르곤, 탄산가스 등이며 그 특징을 보면 스스로 연소하지 못하며, 다른 물질을 연소시키는 성질도 갖지 않는 가스, 즉 연소와 무관한 가스

  4) 독성가스

   가. 독성가스는 인체에 유해성이 있는 가스를 말하며 허용농도가 100만분의 5,000 이하인 가스

   나. 아황산가스·암모니아·일산화탄소·이황화탄소·불소·염소·브롬화메탄·염화메탄·시안화수소·황화수소·모노메틸아민·포스겐 등이 있다.

   다. 허용농도 : 해당 가스를 성숙한 흰 쥐 집단에게 대기 중에서 1시간 동안 계속 노출시킨 경우, 14일 이내에 그 흰 쥐의 1/2 이상이 죽게 되는 가스의 농도

⚬ 액화석유가스(LPG : Liquefied Petroleum Gas)

  1) LPG의 성분은 프로판(C₃H₈), 프로필렌(C₃H₆), 부탄(C₄H₁₀), 부틸렌(C₄H₈) 및 부타디엔(C₄H₆)을 포함하고 있다.

  2) 공급방식은 봄베(Bomb)에 의한 방식과 배관에 의한 방식이 있다.

  3) 가정에서 취사용으로 사용되는 LPG의 주성분은 프로판(C₃H₈)이고, 자동차 연료로 사용되거나 라이터에 사용되는 LPG의 주성분은 부탄(C₄H₁₀)이다.

  4) LPG의 일반적인 성질

   가. 무색, 무취가스이며, 독성은 없으나 마취성이 있다. 따라서 환기불량 장소의 사용은 피해야 한다.

   나. 상온에서는 기체로 존재하지만, 가압시키면 쉽게 액화가 가능하다.

   다. 가솔린과 같은 유기물 용매에 용해되기 쉽다.

   라. 천연고무를 잘 용해시킨다.

   마. 액체에서 기체로 되면 체적은 약 250배로 되기 때문에 용기에 저장 시에는 액체 상태로 저장된다.

   바. 비중은 액체상태(액 비중)에서는 물보다 가볍지만, 기체상태(가스 비중)에서는 공기보다 무겁다.

   사. 완전 연소하면 CO₂와 H₂O가 생성되며, 발열량이 크다.

   아. 10℃~15℃에서 약 0.6㎫~0.7㎫의 압력으로 액화된다.

   자. 폭발한계가 좁고, 폭발하한이 낮다.

    ① 프로판 폭발한계 : 2.1%~9.5%

    ② 부탄 폭발한계 : 1.8%~8.4%

   차. 연소속도가 늦다.

    ① 프로판 연소속도 : 4.45㎧

    ② 부탄 연소속도 : 6.65㎧

⚬ 액화천연가스(LNG : Liquefied Natural Gas)

  1) LNG는 액화천연가스로 메탄(CH₄)을 주성분으로 한 천연가스의 운반을 용이하게 하기 위하여 초저온으로 냉각해서 액화시킨 것이다.

  2) 기화된 LNG는 불순물을 포함하지 않은 청정연료로서 도시가스로 가장 많이 이용되고 있다.

  3) LNG의 일반적인 성질

   가. 무색, 무취 가스이다.

   나. 상온에서는 기체이나 저온 액화하여 운반선을 이용 운송한다.

   다. 기체를 액화시키면, 부피가 1/600 정도로 된다.

   라. 메탄(CH₄)의 비점은 대기압하에서 –162℃ 이다.

   마. 깨끗한 화염을 내고 급격하게 연소하며 발생하는 복사열이 높다.

   바. 메탄(CH₄)의 폭발한계는 5%~15% 이다.

   사. 메탄(CH₄)의 완전 연소식

⚬ 가스화재의 종류

  1) 플래시 화재(Flash Fire) : 누출된 LPG는 누출 즉시 기화하게 된다. 이런 현상을 Flash 증발이라 하고, 기화된 증기 연무(하얀 구름) 내 점화원에 의해 화재가 발생된 현상을 Flash Fire라 한다.

  2) 풀 화재(Pool Fire) : 용기나 저장조 내에 발생한 화염으로부터 열이 액면에 전달되어 액온이 상승됨과 동시에 증기를 발생하고, 이것이 공기와 혼합하여 확산연소를 하는 과정의 반복되는 화재를 말한다.

  3) 제트 화재(Jet Fire) : 제트 화재는 고압의 LPG가 누출 시 주위의 점화원에 의하여 점화되어 불기둥을 이루는 것을 말한다. 누출압력으로 인하여 화염이 굉장한 운동량을 가지고 있으며, 화재의 직경은 작으나 길이는 풀 화재보다 길다.

⚬ 가스폭발

  1) 폭연(Deflagration)

   가. 개방된 대기 중에서 예혼합가스가 발화할 경우 연소가스는 자유로이 팽창하여 화염속도가 늦어 압력과 폭발음이 거의 발생하지 않지만 화염속도가 빠르면 압력파와 폭발음을 발생하게 된다.

   나. 이러한 경우를 폭연이라 하며 폭발 시 연소파의 전파속도가 음속 이하의 것을 말한다.

   다. 일반적으로 연소속도는 0.1~10㎧ 정도이다.

   라. 폭연의 반응속도는 300㎧ 이하 정도이다.

  2) 폭굉(Detonation)

   가. 연소의 전파하는 속도가 음속보다 큰 경우, 즉 초음속인 경우이다.

   나. 폭굉파는 대단한 고속으로 전파한다.

   다. 반응속도는 1,000~3,500㎧ 정도이다.

   라. 폭굉에 있어서는 압력은 대단히 높으며, 충격과 반응의 배가 효력은 보통의 폭발보다 100배나 더 파괴적인 폭발을 일으킬 수 있다.

 

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