5SM6 AFD Units-– Advanced Preventative Fire Protection
AFDD (전기화재 지능 감지 예방 기기)
서울시소방재난본부
지 난해 서울시에서 총 5526건의 화재가 발생해 193명이 사상死傷하고 143억 원의 재산 피해를 보았다. 화재 발생 건수 중
전기적 요인이 1729건으로 31.3%를 차지했다. 전기 화재 발생 원인 중 60∼80%가 일명 불꽃 또는 스파크Spark로 불리는
'아크ARC '다. 아크 차단기(AFCI) 설치를 의무화해야 하는 이유다. 아크 차단기는 기술 개발 과정이
까다롭기에 현재 세계적으로 6개 업체(GE, Schneider, SIEMENS, EATON 등 )만 미국 UL인증을 받았을 뿐이다.
전기 화재와 인명 보호, 아콘센트
국내 건물에 누전 · 배선 차단기를 대부분 설치했음에도 전기 화재는 좀처럼 줄어들지 않으며, 주거시설 화재의 주범이란 오명汚名까지 받는다. 사람을 감전으로부터 보호하는 누전 차단기와 전기 제품보호를 위해 설치하는 배선용 차단기는 아크 결함을 감지하지 못하기 때문이다. 미국과 캐나다 등은 2002년 일반 주택 침실의 전기 설비에 아크 차단기 설치를 의무화한 결과 전기 화재 점유율이 약 20%에서 10% 이하로 줄어들자, 2008년부터 아크 차단기 설치 장소를 주방과 욕실을 제외한 주거 공간 전체로 확대했다.
최근 국내에도 아크 차단기 설치를 의무화하려는 움직임이 일고 있다는 이준배 이사.
" 기술표준원은 2009년 11월 23일 '저압 차단기 KS 표준 최종 공청회'에서 아크 차단기 KS 규격을 마련키로 했다고 발표했다. KS
규격의 모체 격인 IEC(국제전기표준회의)에서 올해 안에 아크 결함 감지 기구(AFDD)와 관련한 IEC 규격을 공개하면, KS 규격은 이를
받아들여 아크 차단기 KS 규격을 제정할 것으로 예상한다."
국내 주택 인허가 건수를 기준으로, 연간 필요한 주택 공급 물량은 45만∼50만 호다. 아크 차단기를 주택 1호당 4개 정도 설치한다고
가정하면, 연간 180만∼200만 개가 필요하다. 이를 고려하면 국내에서 독보적인 아크 차단기 기술과 제품을 보유한 헤코의 성장 발전은
명약관화하다. 헤코는 특허 등록 8건, 특허 출원 1건, 의장 등록 1건, 상표 등록 1건 등 국내외 지적 재산권을 보유했으며, 현재
주거용보다 안전 기준이 높은 상업용 및 산업용 아크 결함 감시 시스템 검증 작업을 진행 중이다.
국민의 생명과 재산 보호는 정부의 책무 중 1순위다. 선진국 대비 전기 화재 발생률이 높은 점을 고려하면, 아크 차단기 KS 규격의 조속한
제정은 물론 보급 확대에 관심을 둬야 한다. 전기 화재 감소(인명과 재산 보호), 선진 기술 확보 전파(외화 유출 방지), 전기 안전 기술
향상(선진 전기 화재 예방 기술 확보) 등 공공의 이익을 위한 일입니다.
전기 화재 예방을 위한 아크차단기(AFCI) 활용
감전 사고와 전기 화재를 예방하고자 1976년 KS 4613 누전차단기(ELB : Earth Leakage Breaker) 국내 표준을 제정해 주택 인입구에 누전차단기를 설치하도록 법제화했다. 누전차단기는 과전류와 누설전류를 차단하는 장치로 감전사고를 예방하는 효과는 크다.
그러나 <그림 1>과 같이 정상 영역에서 발생하는 아크에 의한 전기 화재는 전혀 예방할 수 없다. 이러한 이유로 국내 전기
화재 점유율은 더 이상 줄지 못하고 한계에 머물러 있다.2010년 발생한 화재는 총 4만 1862건이며, 그 중 전기 화재는 9442건으로 약
22.6%를 점유한다(<표 1> 참조). 이러한 전기 화재의 발생 원인은 단락이 무려 61.5%인 5808건이며, 접촉 불량과
반단선半斷線이 10.6%인 1000건을 차지한다(<표 2> 참조). 이를 통해 전기 화재의 70% 이상이 아크(Arc-Fault)로
말미암아 발생한다는 결론을 내릴 수 있다.
미국과 캐나다 등 선진국에선 전기 화재를 예방하고자 2002년 1월 1일부터 일반 주택에 아크차단기(AFCI) 설치를 의무화했으며,
2008년부터 욕실과 부엌 등 감전 사고 위험이 높은 회로를 제외한 모든 회로에 아크차단기를 사용한다. 이러한 조치로 전기 화재 점유율이
20%에서 10% 이하로 감소하자 아크차단기 확대 설치의 필요성을 인식했다.
서울시소방재난본부
지 난해 서울시에서 총 5526건의 화재가 발생해 193명이 사상死傷하고 143억 원의 재산 피해를 보았다. 화재 발생 건수 중
전기적 요인이 1729건으로 31.3%를 차지했다. 전기 화재 발생 원인 중 60∼80%가 일명 불꽃 또는 스파크Spark로 불리는
'아크ARC '다. 아크 차단기(AFCI) 설치를 의무화해야 하는 이유다. 아크 차단기는 기술 개발 과정이
까다롭기에 현재 세계적으로 6개 업체(GE, Schneider, SIEMENS, EATON 등 )만 미국 UL인증을 받았을 뿐이다.
전기 화재와 인명 보호, 아콘센트
국내 건물에 누전 · 배선 차단기를 대부분 설치했음에도 전기 화재는 좀처럼 줄어들지 않으며, 주거시설 화재의 주범이란 오명汚名까지 받는다. 사람을 감전으로부터 보호하는 누전 차단기와 전기 제품보호를 위해 설치하는 배선용 차단기는 아크 결함을 감지하지 못하기 때문이다. 미국과 캐나다 등은 2002년 일반 주택 침실의 전기 설비에 아크 차단기 설치를 의무화한 결과 전기 화재 점유율이 약 20%에서 10% 이하로 줄어들자, 2008년부터 아크 차단기 설치 장소를 주방과 욕실을 제외한 주거 공간 전체로 확대했다.
최근 국내에도 아크 차단기 설치를 의무화하려는 움직임이 일고 있다는 이준배 이사.
" 기술표준원은 2009년 11월 23일 '저압 차단기 KS 표준 최종 공청회'에서 아크 차단기 KS 규격을 마련키로 했다고 발표했다. KS
규격의 모체 격인 IEC(국제전기표준회의)에서 올해 안에 아크 결함 감지 기구(AFDD)와 관련한 IEC 규격을 공개하면, KS 규격은 이를
받아들여 아크 차단기 KS 규격을 제정할 것으로 예상한다."
국내 주택 인허가 건수를 기준으로, 연간 필요한 주택 공급 물량은 45만∼50만 호다. 아크 차단기를 주택 1호당 4개 정도 설치한다고
가정하면, 연간 180만∼200만 개가 필요하다. 이를 고려하면 국내에서 독보적인 아크 차단기 기술과 제품을 보유한 헤코의 성장 발전은
명약관화하다. 헤코는 특허 등록 8건, 특허 출원 1건, 의장 등록 1건, 상표 등록 1건 등 국내외 지적 재산권을 보유했으며, 현재
주거용보다 안전 기준이 높은 상업용 및 산업용 아크 결함 감시 시스템 검증 작업을 진행 중이다.
국민의 생명과 재산 보호는 정부의 책무 중 1순위다. 선진국 대비 전기 화재 발생률이 높은 점을 고려하면, 아크 차단기 KS 규격의 조속한
제정은 물론 보급 확대에 관심을 둬야 한다. 전기 화재 감소(인명과 재산 보호), 선진 기술 확보 전파(외화 유출 방지), 전기 안전 기술
향상(선진 전기 화재 예방 기술 확보) 등 공공의 이익을 위한 일입니다.
전기 화재 예방을 위한 아크차단기(AFCI) 활용
감전 사고와 전기 화재를 예방하고자 1976년 KS 4613 누전차단기(ELB : Earth Leakage Breaker) 국내 표준을 제정해 주택 인입구에 누전차단기를 설치하도록 법제화했다. 누전차단기는 과전류와 누설전류를 차단하는 장치로 감전사고를 예방하는 효과는 크다.
그러나 <그림 1>과 같이 정상 영역에서 발생하는 아크에 의한 전기 화재는 전혀 예방할 수 없다. 이러한 이유로 국내 전기
화재 점유율은 더 이상 줄지 못하고 한계에 머물러 있다.2010년 발생한 화재는 총 4만 1862건이며, 그 중 전기 화재는 9442건으로 약
22.6%를 점유한다(<표 1> 참조). 이러한 전기 화재의 발생 원인은 단락이 무려 61.5%인 5808건이며, 접촉 불량과
반단선半斷線이 10.6%인 1000건을 차지한다(<표 2> 참조). 이를 통해 전기 화재의 70% 이상이 아크(Arc-Fault)로
말미암아 발생한다는 결론을 내릴 수 있다.
미국과 캐나다 등 선진국에선 전기 화재를 예방하고자 2002년 1월 1일부터 일반 주택에 아크차단기(AFCI) 설치를 의무화했으며,
2008년부터 욕실과 부엌 등 감전 사고 위험이 높은 회로를 제외한 모든 회로에 아크차단기를 사용한다. 이러한 조치로 전기 화재 점유율이
20%에서 10% 이하로 감소하자 아크차단기 확대 설치의 필요성을 인식했다.
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아크차단기 성능 검증 방법
아크차단기는 전압·전류 신호를 분석해 발생한 유해 아크를 차단하고, 정상 아크는 차단하지 않아야 한다. 유해 아크는 전기 화재를 유발할 수 있는 아크를, 정상 아크는 스위치 개폐와 전기 드릴 브러시Brush 등에서 정상적으로 발생하는 아크를 말한다.
기기의 정상 동작 상태에서 발생하는 아크는 문제를 일으키지 않기에 아크차단기는 일정 시간 이내에 입력 신호를 분석해 정상 아크인지, 유해
아크인지를 판단해야 한다. 일반적으로 정상 아크와 유해 아크는 유사하고, 그 경계도 모호하다. 아크차단기 개발이 까다로울 뿐만 아니라
아크차단기가 오동작을 일으키는 이유다. 따라서 아크차단기의 성능을 정확히 검증하는 작업은 어려우며 시간도 많이 걸린다.
다음은 UL 1699 기준을 기반으로 최소한의 아크 차단기 성능을 검증하기 위한 시험 방법이다.
직렬 아크 시험(Arc Generator Test)
직렬 아크는 부하와 직렬로 연결한 배선에서 발생하며, 아크 신호는 부하 동작 특성과 부하 전류 크기에 따라 달라진다. 직렬아크 성능 검증 장치는 정지 전극과 이동 전극으로 구성하며, 양 전극을 접촉시켜 완전히 폐회로로 만들어 전원을 인가한 후 측면 조절장치로 이동 전극을 정지 전극과 분리해 아크를 발생시킨다. 이 아크를 통해 아크차단기의 성능을 검증한다.
병렬 아크 시험(Point Contact Test)
병렬 아크 시험 방법은 <그림 14>와 같이 전선과 전선의 단락으로 발생하는 아크를 이용한다. 일반적인 배선을 단락시킬 경우
대전류가 발생하기에 전류를 제한하는 장치가 필요하다. 시험 전류는 75A, 100A, 150A, 200A, 300A, 500A, 1000A다.
아크차단기는 전압·전류 신호를 분석해 발생한 유해 아크를 차단하고, 정상 아크는 차단하지 않아야 한다. 유해 아크는 전기 화재를 유발할 수 있는 아크를, 정상 아크는 스위치 개폐와 전기 드릴 브러시Brush 등에서 정상적으로 발생하는 아크를 말한다.
기기의 정상 동작 상태에서 발생하는 아크는 문제를 일으키지 않기에 아크차단기는 일정 시간 이내에 입력 신호를 분석해 정상 아크인지, 유해
아크인지를 판단해야 한다. 일반적으로 정상 아크와 유해 아크는 유사하고, 그 경계도 모호하다. 아크차단기 개발이 까다로울 뿐만 아니라
아크차단기가 오동작을 일으키는 이유다. 따라서 아크차단기의 성능을 정확히 검증하는 작업은 어려우며 시간도 많이 걸린다.
다음은 UL 1699 기준을 기반으로 최소한의 아크 차단기 성능을 검증하기 위한 시험 방법이다.
직렬 아크 시험(Arc Generator Test)
직렬 아크는 부하와 직렬로 연결한 배선에서 발생하며, 아크 신호는 부하 동작 특성과 부하 전류 크기에 따라 달라진다. 직렬아크 성능 검증 장치는 정지 전극과 이동 전극으로 구성하며, 양 전극을 접촉시켜 완전히 폐회로로 만들어 전원을 인가한 후 측면 조절장치로 이동 전극을 정지 전극과 분리해 아크를 발생시킨다. 이 아크를 통해 아크차단기의 성능을 검증한다.
병렬 아크 시험(Point Contact Test)
병렬 아크 시험 방법은 <그림 14>와 같이 전선과 전선의 단락으로 발생하는 아크를 이용한다. 일반적인 배선을 단락시킬 경우
대전류가 발생하기에 전류를 제한하는 장치가 필요하다. 시험 전류는 75A, 100A, 150A, 200A, 300A, 500A, 1000A다.
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탄화 경로 아크 시험(Carbonized Path Test)
<그림 17>은 탄화 경로 아크 점화 시험 회로도로 직렬 아크 시험이다. 입력
측에 시험을 위한 아크차단기를 설치하고 전원을 인가하면, 이 전원은 접점NC를 통해 15㎸ 변압기 1차에 인가돼 2차 측 회로에 7500V를
발생시킨다. 이때 잘린 도선 사이에 탄화 도전로가 생기고, 10초 후 NO 접점이 on으로 바뀌어 부하에 전원 전압(220V)을 인가하며, 이때
인가된 전원 전압으로 생긴 탄화 도전로에서 아크가 발생한다. 이 아크로 아크차단기의 성능을 검증한다. 아크차단기가 동작하지 않으면,
10초 간격으로 탄화 생성 동작을 반복한다.
<그림 18>은 탄화 경로 아크 차단 시험 회로도로 병렬 아크 시험이다. 따라서 전류를 제한하기 위한 전류 제한 장치를 입력 측에 설치해야 한다(시험 전류는 75A와 100A). 시험 원리는 <그림 17>과 유사하다.
크로스 토크시험
크로스 토크 시험은 아크가 발생한 회로의 영향이 다른 회로에 어느 정도 미치는지 파악하는 것이다.
덕 트를 이용하는 방법은 <그림 20>과 같이 두 개의 회로를 하나의 덕트에 삽입하고, 각각의 회로에 과전류차단기(MCCB)와
아크차단기(AFCI)를 설치한다. 과전류차단기 회로에 병렬 아크 고장 시험을 실시할 경우, 옆에 설치한 아크차단기에 영향이 없어야 한다.
스 테이플러를 이용하는 방법은 <그림 21>과 같이 두 개의 케이블을 일렬로 배열하고, 스테이플러를 이용해 1.22m 간격으로 고정한 후 각각의 회로에 과전류차단기와 아크차단기를 설치한다. 과전류차단기 회로에서 병렬 아크 고장 시험을 실시할 경우, 옆에 설치한 아크차단기에 영향이 없어야 한다. 케이블 길이는 7.62m, 시험 전류는 150A다.
<그림 17>은 탄화 경로 아크 점화 시험 회로도로 직렬 아크 시험이다. 입력
측에 시험을 위한 아크차단기를 설치하고 전원을 인가하면, 이 전원은 접점NC를 통해 15㎸ 변압기 1차에 인가돼 2차 측 회로에 7500V를
발생시킨다. 이때 잘린 도선 사이에 탄화 도전로가 생기고, 10초 후 NO 접점이 on으로 바뀌어 부하에 전원 전압(220V)을 인가하며, 이때
인가된 전원 전압으로 생긴 탄화 도전로에서 아크가 발생한다. 이 아크로 아크차단기의 성능을 검증한다. 아크차단기가 동작하지 않으면,
10초 간격으로 탄화 생성 동작을 반복한다.
<그림 18>은 탄화 경로 아크 차단 시험 회로도로 병렬 아크 시험이다. 따라서 전류를 제한하기 위한 전류 제한 장치를 입력 측에 설치해야 한다(시험 전류는 75A와 100A). 시험 원리는 <그림 17>과 유사하다.
크로스 토크시험
크로스 토크 시험은 아크가 발생한 회로의 영향이 다른 회로에 어느 정도 미치는지 파악하는 것이다.
덕 트를 이용하는 방법은 <그림 20>과 같이 두 개의 회로를 하나의 덕트에 삽입하고, 각각의 회로에 과전류차단기(MCCB)와
아크차단기(AFCI)를 설치한다. 과전류차단기 회로에 병렬 아크 고장 시험을 실시할 경우, 옆에 설치한 아크차단기에 영향이 없어야 한다.
스 테이플러를 이용하는 방법은 <그림 21>과 같이 두 개의 케이블을 일렬로 배열하고, 스테이플러를 이용해 1.22m 간격으로 고정한 후 각각의 회로에 과전류차단기와 아크차단기를 설치한다. 과전류차단기 회로에서 병렬 아크 고장 시험을 실시할 경우, 옆에 설치한 아크차단기에 영향이 없어야 한다. 케이블 길이는 7.62m, 시험 전류는 150A다.
