누수로 인한 누전차단기 화재 발생 과정 및 예방 방법

1. 누수와 오염물 축적

• 누수: 누전차단기 주변에 물이 유입되거나 습기가 찰 경우, 누수로 인해 차단기 내부에 수분이 축적됩니다. 이 수분은 절연물 표면에 머무르며 오염물(먼지, 염분 등)과 결합하게 됩니다.
• 오염물 축적: 시간이 지나면서 수분과 먼지, 염분 등이 누전차단기 내부의 절연물 표면에 축적됩니다. 이 과정에서 절연물 표면이 더럽혀지며, 도전성 성분이 포함된 오염물이 쌓이게 됩니다.

2. 트래킹 현상의 시작

• 미세 전류 발생: 절연물 표면에 오염물이 쌓이면, 수분을 포함한 도전성 물질이 절연물 표면을 통해 미세 전류가 흐르기 시작합니다.
• 건조대 형성: 미세 전류가 흐르면서 절연물 표면의 오염물이 건조되고, 건조대가 형성됩니다. 이 건조대는 절연물 표면의 부분적인 절연파괴를 의미합니다.

3. 절연물의 탄화 및 도전로 형성

• 미소발광방전: 건조대 형성 후에도 미세 전류가 지속적으로 흐르면, 절연물 표면에서 미소발광방전이 발생합니다. 이 방전은 절연물 표면의 열분해를 촉진시키고, 탄화된 도전로를 형성합니다.
• 도전성 통로 형성: 절연물 표면에 탄화된 도전로가 형성되면서 전류가 더 쉽게 흐를 수 있는 통로가 만들어집니다. 이 통로를 통해 전류가 증가하고, 절연물의 절연 성능이 크게 저하됩니다.

4. 대전류와 고열 발생

• 대전류 흐름: 탄화된 도전로를 통해 순간적으로 대전류가 흐르게 되면, 절연물 표면에 매우 높은 열이 발생합니다.
• 고열 발생: 이 과정에서 발생한 고열은 절연물뿐만 아니라 주변의 가연성 물질(전선 피복, 먼지 등)을 가열하여 발화점을 초과하게 됩니다.

5. 화재 발생

발화: 고열에 의해 절연물이나 주변의 가연성 물질이 발화되어 화재가 발생합니다. 누전차단기 내부에서 시작된 화재는 빠르게 확산되어 큰 피해를 초래할 수 있습니다.

6. 예방 및 관리

• 정기적인 청소 및 점검: 절연물 표면의 먼지와 수분을 정기적으로 청소하고, 점검하여 오염물 축적을 방지합니다.
• 적절한 설치: 누전차단기를 설치할 때, 습기가 많이 차지 않는 장소에 설치하고, 방수 처리 등 추가적인 보호 조치를 취합니다.
• 고품질 재료 사용: 내트래킹성이 높은 절연재료를 사용하여 절연물의 절연 성능을 유지합니다.

7. 결론

누전차단기에서 누수로 인해 발생하는 화재는 수분과 오염물이 절연물 표면에 축적되고, 미세 전류와 미소발광방전에 의해 절연물이 탄화되어 도전성 통로가 형성되면서 발생합니다. 이를 예방하기 위해서는 정기적인 점검과 청소, 적절한 설치, 고품질 재료 사용 등이 중요합니다.

이와 같은 메커니즘은 “누전차단기의 트래킹 특성과 트래킹화재 방지대책에 관한 연구” 논문에서도 자세히 다루고 있습니다. 논문의 구체적인 실험과 분석을 통해 트래킹 현상의 특성과 예방 방법을 확인할 수 있습니다.

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