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화재조사에서 전기적 요인은 주요 발화요인 중 하나로 꼽히며, 전기 설비나 기기 내부에서 발생하는 여러 가지 결함, 관리 소홀, 부주의 등이 화재로 이어질 수 있습니다. 그중 코일의 층간단락, 접촉불량, 절연열화는 화재 원인을 규명하는 데 있어 매우 중요한 요소입니다. 이러한 원인들은 전기 장비의 과열을 유발하거나 전기적 스파크로 인해 화재로 이어질 수 있습니다. 이 글에서는 코일의 층간단락, 접촉불량, 절연여화에 대한 화재 감식 방법과 원인 분석에 대해 구체적으로 살펴보겠습니다.
1. 코일의 층간단락
층간단락은 전기 코일 내부에서 발생하는 전기적 결함으로, 코일의 서로 다른 층 간에 전류가 흐르게 되는 현상을 말합니다. 층간단락은 코일의 절연체가 손상되거나 노후화되어 발생할 수 있으며, 이는 링회로 형성 등으로 높은 전류가 흘러 과열로 이어지고 화재로 발전할 수 있습니다.
(1) 원인 분석
코일의 층간단락은 대개 절연재의 열화나 기계적 손상에 의해 발생합니다. 절연재는 시간이 지남에 따라 고온, 고습 환경에 노출되거나 외부적 요인 등으로 손상되거나 열화 될 수 있습니다. 코일이 고온 상태에서 오랜 기간 사용되면 절연재가 부식되거나 마모되면서 층간단락이 발생할 위험이 높아집니다.
(2) 감식 방법
코일의 층간단락을 감식하기 위해서는 코일 내부의 손상된 절연체를 확인하는 것이 중요합니다. 일반적으로 코일을 분해하여 층간 절연 상태를 확인하고, 전기 저항을 측정하여 단락 여부를 파악할 수 있습니다. 층간단락이 발생한 경우, 코일 내부의 특정 부위에서 비정상적인 전류흐름이 발견되며, 이는 발열과 함께 화재의 원인이 될 수 있습니다. 코일의 층간단락이 의심된다면 화재현장에서 증거물로 수집한 후 초음파세척기로 깨끗하게 세척한 후 실체현미경을 이용하여 코일의 단락여부를 확인해야 합니다.
(3) 화재 발생 가능성
층간단락이 발생하면, 단락 된 부분을 통해 순간적으로 과전류가 흐르며 과도한 발열이 발생합니다. 발열이 계속되면 더 많은 절연체가 더 손상 및 용융되어 화재로 이어질 수 있습니다. 층간단락으로 인한 화재는 전기 장비 내부에서 시작되어 빠르게 외부로 확산될 가능성이 큽니다.
2. 접촉불량
접촉불량은 전기 회로의 연결 부위가 제대로 접촉되지 않아 전기적 저항이 증가하고, 그 결과 발열이 발생하는 현상입니다. 접촉불량은 주로 전기 연결 부위나 단자, 커넥터에서 발생하며 이는 저항이 증가하면서 과열을 유발하고, 장기적으로 화재로 발전할 수 있습니다.
(1) 원인 분석
접촉불량은 부적절한 설치나 장기 사용으로 인한 마모가 주된 원인입니다. 또한, 전기 부품이 오랜 기간 진동에 노출되거나 외부 충격을 받으면 나사 결합 부위 및 선간 접속 부위가 느슨해질 수 있습니다. 접촉불량으로 인해 전류가 흐를 때 저항이 증가하여 발열이 발생하게 되며, 심한 경우 스파크가 발생할 수 있습니다. 또한 장기간 접촉불량에 노출되면 아산화동 증식현상에 나타나기도 합니다.
(2) 감식 방법
접촉불량을 감식하기 위해서는 전기 회로의 연결 상태를 확인하는 것이 중요합니다. 불량이 발생한 부위는 변색, 탄화, 또는 융해된 흔적을 남길 수 있으며, 이를 통해 화재 원인을 파악할 수 있습니다. 또한 저항 측정 기기를 사용해 접촉 저항을 측정하고, 불량 여부를 판단할 수 있습니다. 접촉불량 부위에서는 직렬아크로 인해 단락흔이 발견되고, 아산화동이 관찰되기도 합니다. 접촉불량이 의심된다면 해당 부위를 수거하여 실체현미경을 사용하여 감정하는 과정을 거쳐야 합니다.
(3) 화재 발생 가능성
접촉불량은 전기회로 내에서 국부적인 발열을 일으킵니다. 이 발열이 심해지면 접촉 부위가 과열되어 전선피복이나 주위의 가연성 물질에 불이 붙을 수 있습니다. 특히, 접촉불량으로 인한 스파크는 인화성 물질이 있는 공간에서 즉각적인 화재로 이어질 수 있습니다. 화재의 초기 증거로는 탄화된 접점이나 주변 물질의 그을음 등을 통해 확인할 수 있습니다.
3. 절연열화
절연열화는 전기 기기의 절연재 및 전선 피복이 시간이 지나며 성능이 현저히 저하되는 현상을 말합니다. 절연재가 제 역할을 하지 못하면 전기 회로에서 누전이 발생하거나, 전류가 제어되지 않은 상태로 흘러 과열이나 단락 되면서 화재가 발생할 수 있습니다.
(1) 원인 분석
절연재는 고온, 고습, 자외선, 그리고 오염물질 등의 환경적 요인에 의해 열화 됩니다. 특히 전기 기기가 고온 상태에서 장시간 사용되거나, 전압의 변동이 잦은 경우 절연재는 더욱 빠르게 열화 됩니다. 물리적 손상이나 절연재의 노후화도 주요 원인 중 하나입니다.
(2) 감식 방법
절연열화의 경우 절연 저항을 측정하여 상태를 확인할 수 있습니다. 저항 값이 낮을수록 절연 상태가 나빠진 것이며, 열화 된 절연재는 외관상 변색되거나 균열이 생기기도 합니다. 또한, 절연열화가 의심된다면 발화지점 외에 다른 지점에서도 동일한 시료를 채취하여 절연열화를 입증해야 합니다.
(3) 화재 발생 가능성
절연재가 열화 되면 누전이 발생할 수 있으며, 누전으로 인해 전기회로의 특정 부위에 과부하가 걸리고, 그 결과 과열되어 화재로 이어질 수 있습니다. 또한 전선 등에서 절연열화가 생기면 쉽게 단락 되고 전류가 흐리지 말아야 될 곳으로 흐르기 때문에 발화의 위험을 더욱 높입니다.
4. 감식 시 유의사항
전기적 요인에 의한 화재를 감식할 때는 다음과 같은 유의사항을 준수해야 합니다.
(1) 증거물 보존
화재 발생 후 현장의 증거물은 매우 취약해질 수 있습니다. 특히 코일의 절연체나 접촉부는 화재로 인해 손상되기 쉽기 때문에, 현장에 접근할 때는 최대한 증거물을 보존하는 것이 중요합니다. 증거물 수집 과정에서 파손되지 않도록 주의를 갖고 전반적인 과정을 사진촬영하여 객관적인 자료로 활용해야 합니다.
(2) 전기적 원인 외적 요소 확인
전기적 요인 외에도, 화재 현장에는 외부 요인이 개입할 수 있습니다. 예를 들어, 외부에서 발생한 충격이나 진동으로 인해 접촉불량이 발생할 수 있으며, 이를 감안하여 외부 환경도 함께 조사하는 것이 중요합니다. 발화지점에서 여러 개의 발화열원이 감식된다면 반드시 다른 요인들을 배제하는 과정을 거쳐야 합니다.
(3) 전문 장비 활용
전기적 결함을 감식하기 위해서는 전문적인 장비가 필요합니다. 절연 저항 측정기, 전기 회로 분석기, 실체현미경, 휴대용 현미경 등을 사용하여 정확한 결함 위치를 파악하고, 전기적 특성에 따른 화재 원인을 밝혀낼 수 있습니다.
(4) 기록 및 분석
화재 현장에서 발견된 증거물과 감식 결과는 체계적으로 기록되어야 합니다. 이를 통해 화재의 원인뿐만 아니라, 재발 방지를 위한 예방 조치도 마련할 수 있습니다. 특히 전기적 요인에 의한 화재 분석 자료는 이후 화재 예방 정책 수립에 중요한 기초 자료가 될 수 있습니다.
결코일의 층간단락, 접촉불량, 절연열화는 전기적 화재의 주요 원인 중 하나로, 이들 화재원인을 정확하게 분석하고 감식하는 것은 매우 중요한 절차입니다. 감식 과정에서 각 발화요인의 특성과 발생 원인을 철저히 분석하고, 이를 바탕으로 화재 예방 대책을 마련하는 것이 필요합니다. 정확한 화재원인 감식과 신속한 조치는 화재 재발을 방지하는 데 중요한 역할을 하며, 전기 안전을 확보하는 데 기여할 수 있습니다.