동절기 전기화재 예방대책
동절기 전기화재 예방대책
  • 승인 2020.10.30
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Safety column
정성효 대림산업 안전품질실 기술안전팀
정성효
대림산업 안전품질실 기술안전팀 (공학박사)

 

건조한 날씨와 화재 위험원의 증가로 화재사고가 많아지는 동절기에 빈번하게 발생하는 전기 화재의 원인과 대책을 공유하여 화재를 예방하고자 한다.

가연물(可燃物)과 산소(酸素)가 공존하는 상태에서 점화원(點火原)이 가해지면 화재가 발생한다. 물질이 빛과 열을 내면서 급격하게 산소와 결합하는 연쇄 반응이 화재이다.

화재를 예방하기 위해서는 연소(燃燒)의 3요소인 가연물, 산소, 점화원의 조합을 막아야 한다. 진행 중인 화재를 진화(鎭火) 하려면 연소의 3대 요소를 해체하거나 연쇄반응(連鎖反應)을 멈추는 방법을 사용한다. 대기 중에는 약 21%의 산소가 포함되어 있어 공기 중에 가연물이 있을 때 발화 환경이 형성되고 여기에 점화원이 더해지면 화재의 3요소가 충족되어 발화한다. 일상에서 공기를 제거하는 것은 매우 어려운 일이기 때문에 가연물의 제거나 점화원의 통제로 화재를 예방한다. 정상적인 연소에서는 가연물이 모두 연소되면 자연적으로 불이 꺼진다. 화재를 진화할 때는 소화 약재를 화염(火焰)에 분사하여 산소를 차단하거나 다량의 물을 화염에 분사하여 가연물을 냉각시켜 연쇄적인 산화반응을 멈추는 방법을 사용한다. 산불이나 대형 화재의 경우 가연물을 화염과 분리하여 화재의 확산을 막는 방법을 사용하기도 한다.

동절기에는 건조한 날씨로 습기가 제거되어 가연물이 많아지고, 난방기구 등과 같은 점화 위험원이 많아져서 화재 위험이 높아진다. 가장 효과적인 동절기 화재예방법은 점화원의 발생을 통제하는 것이다. 동절기 화재의 원인이 되는 전기적(電氣的)인 점화원으로 전열기나 건조한 환경에서 발생하는 정전기(靜電氣) 방전 스파크를 생각하는 경우가 많지만 정작 전기화재가 빈번하게 발생하는 곳은 콘센트와 플러그의 접속부이다.

국내에서 생산되고 판매되는 전열기구, 냉장고 등 300여 종의 전기제품은 KC(Korea Certification mark) 즉 ‘국가전기안전인증’을 취득해야 한다. 콘센트와 코드선 플러그의 KC인증 정격전류는 16[A]로 동일하다. 코드선 플러그를 부착하는 전기제품의 최대 허용전류는 16[A] 이하이고, 콘센트 삽입구의 정격 허용전류 또한 16[A]로 제작되는 것이다. 16[A] 이상의 정격전류를 사용하는 전기설비는 코드선 플러그를 사용하지 않고 전원 케이블을 부착하는 형태로 제작하도록 규정하고 있다. 이것은 16[A] 이상의 정격전류를 사용하는 전기설비를 콘센트에 꽂아 사용할 경우 콘센트의 정격 허용전류를 초과하여 발열이 발생하기 때문에 전원 케이블을 적정 용량의 차단기(개폐기)에 직접 접속하여 사용하도록 규정한 것이다.

이처럼 ‘콘센트 정격(16[A])=플러그 정격(16[A])’ 형태로 코드선 플러그가 부착되는 전기제품은 모두 콘센트에 삽입하여 사용해도 안전하도록 했는데도 콘센트와 플러그의 접속부에서 화재가 발생하는 이유가 뭘까? 그것은 콘센트 도전단자의 기계적 내구성이 취약하기 때문이다. 플러그의 원통형 도전단자(導電端子)를 콘센트의 집게형 도전단자(導電端子)에 삽입하여 전기적으로 접속(接續)할 때 처음에는 콘센트 도전단자의 탄성(彈性)이 살아있고 도전단자의 표면 또한 온전한 상태이기 때문에 16[A]의 정격전류를 통전(通電)하는데 무리가 없지만 콘센트에 플러그의 삽출(揷出)이 반복되면서 콘센트 도전단자의 탄성이 약해지고 접촉 시 발생하는 스파크로 인해 표면이 손상되어 저항체가 형성된다. 이렇게 생성된 저항 성분에 전류가 흐르면서 발열(發熱)과 열적경과(熱積經過)가 진행되어 화재를 유발하는 것이다.

이 형태의 화재는 과전류(過電流), 누전(漏電), 아크(ARC) 등을 차단하는 차단기(遮斷器)가 보호하지 못한다.  최근 현장 점검 시 라디에이터, 전기온풍기, 전기난방패널 등의 대용량 전기설비를 접속한 콘센트에서 발열 사례가 많고, 충전기 등 소용량의 전기설비를 접속한 콘센트에서도 접속 불량 발열 사례가 있어 전기 화재예방을 위한 콘센트 관리가 시급한 상황이다.

이에 대한 근본적 대책으로 콘센트의 KC인증 기준을 개선하여 콘센트 삽입구의 정격전류를 20[A] 내외로 상향하여 콘센트 도전단자의 내구성을 높여주는 방안이 있다. 암벽 등반에서 로프(Rope)보다 카라비너(Karabiner)의 강도를 큰 값으로 사용해야 하는 것과 같은 이치로 콘센트(카라비너)의 정격 허용전류가 플러그(로프)의 정격 허용전류보다 커야 안전성이 확보된다. 콘센트가 플러그에 비해 도전단자의 기계적 구조가 취약하여 쉽게 손상되기 때문이다. 이 방법을 사용할 때 콘센트의 제작 비용이 상승하여 제품 가격은 소폭 증가하겠지만 안전은 경제성보다 우선하는 가치이다. 지금의 실정은 산업현장의 고위험 지역에서 사용하기 위해 콘센트 도전단자의 내구성을 개선한 제품을 제작해도 KC인증이 불가한 상태로 이에 대한 개선이 시급한 상황이다.

다음은 콘센트 화재를 줄이기 위한 방안이다. 플러그를 콘센트에 삽입할 때 완전하게 삽입하여 접속부의 접촉 저항을 최소화 하고, 콘센트 접속부의 발열 여부를 수시로 점검한다. 플러그와 콘센트가 완전하게 결합되었음에도 접속부에서 열이 발생하면 콘센트 삽입구의 도전단자가 손상된 것이니 해당 콘센트를 교체한다. 멀티탭 콘센트 사용 시 코드선에 가까운 삽입구에 큰 용량의 전기설비를 접속해야 콘센트 내부회로 전체에 흐르는 전류를 줄여 콘센트의 발열을 감소시킬 수 있다.

공구나 무전기 등의 충전기에서 발열이 축적되어 발생하는 화재를 예방하려면 해바라기형 타이머(24H)를 사용하여 간헐적 ‘ON/OFF’ 동작이 반복되는 콘센트를 구성하면 열의 축적을 완화시켜 화재를 예방할 수  있다. 이 방법은 소용량의 전기 설비에서만 적용하고, 타이머의 정격용량을 반드시 준수해야 한다. 발생 시 대형 화재로 확산되기 쉬운 특성을 가진 전기화재 예방에 특히 유의해야 할 시즌이다.


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