공기 압축기 전기 화재 사고와 전선 터미널 작업

공기 압축기 전기 화재 사고와 전선 터미널 작업

공기 압축기에서 발생되는 큰 사고 중에는 화재 사고도 포함된다. 화재 사고는 일단 발생되면 압축기 뿐만 아니라 주변 환경에 따라 화재가 확산될 수 있고, 경우에 따라 인명 사고로 이어질 수 있으므로 주의 깊은 예방 관리의 필요성이 요구 된다.

공기 압축기에서 발생되는 화재는 대부분 전기적 문제로 발생되며 특별한 경우 공기 압축기 시스템 내부에서 폭발 등의 형태로 나타나는 경우도 있다(이런 유형의 사고는 다음 기회에 알아 보기로 한다)
전기적 문제로 발생되는 사고는 큰 전류가 흐르는 Main Motor 또는 공기 압축기에 내장되어 있는 전기 Panel의 Main Cable 주변에서 발생되는 경우로 구분할 수 있다.

오늘은 공기 압축기에 내장된 전기 Panel에서 발생되는 전기 화재의 경우에 대해서 알아 보기로 한다.

사진은 공기 압축기에 내장된 전기 Panle의  Main Cable 주변에서 발생된 화재 사고의 사례이다.

전기 Panel의 윗 부분으로 Main Cable이 공기 압축기 외부에서 인입되고, 단자대를 통해 Magnet S/W 등으로 연결된다.
사고 형태를 보면 단자대로부터 Main Magnet S/W로 연결된 Cable이 소손 되었고, 기타 Cable 등은 문제가 없는 것에 주목하자.

다행이 이 사고는 대형 화재로 연결되지 않고 Main Cable의 절연 피복만 용융된 것으로 종결되었다.

그렇다면 이런 형태의 사고는 왜 발생되었을까?

아래의 열 화상 사진을 보면 사고 발생의 원인을 추정해 볼 수 있는 명백한 증거를 확인할 수 있다.
(사고가 발생된 압축기와 열 화상 사진의 압축기는 서로 다른 업체이며 아무런 관련이 없다)

위 열 화상 사진은 공기 압축기 점검 과정에서 계측 된 것이다.

해당 압축기는 점검 결과 운전 상태 등에 아무런 문제점이 발견되지 않았으며 특히 Clamp Meter를 사용하여 전압, 전류 등을 계측한 결과 정상 범위에 있는 것으로 확인 되었다.
그러나 서로 다른 곳의 Cable을 열 화상 카메라로 계측한 결과 특정 Cable에서 매우 높은 온도가 확인되었으며 문제가 된 Cable은 서로 다른 Line인 것으로 확인 되었다.

케이블의 온도가 81℃, 83℃로 측정 되었는데 전압, 전류가 정상 범위에 있음에도 불구하고 온도가 매우 높은 것은 과 전류로 인해 온도가 상승된 것이 아니라는 뜻이다.   더구나 기온이 낮은 요즘 같은 동절기에 80℃ 를 초과 했다는 것은 매우 심각한 경우라고 할 수 있다.

이 경우와 같이 전압/전류가 정상 범위에 있음에도 불구하고 발열로 인해 온도가 이상 상승되는 경우는 대부분 저항이 증가 되었기 때문이다.
전선에서 저항이 증가 되는 경우는 대부분 전선의 연결 부, 즉 단자로 체결된 부분의 문제로 발생되며 전선과 터미널의 압착 작업 불량 또는 터미널 체결(Bolt) 불량의 경우로 구분해 볼 수 있다.

도체에 전기가 흐를 때 저항은 도체의 단면적과 반 비례 한다. 다시 말해서 터미널과 단자대의 접촉 면적이 적을 경우 저항이 증가한다.(그림 참조)
터미널 압착 작업 시 적절한 장비와 부품을 사용하지 않을 경우 또는 부 적절한 작업으로 인해 충분한 접촉 면적을 얻을 수 없을 때 저항이 증가 할 수 있다.

공구 및 부품은 규격 부품을 선정하여 사용하면 사고를 예방 할 수 있다. 주의 할 것은 터미널 압착 작업의 오류를 예방하는 것이다.

그렇다면 전선의 터미널 압착 작업 시 주의 할 점이 무엇이 있는지 알아 보자.

전선의 압착 작업에는 반드시 규정된 공구를 사용하여야 한다. 체결해야 할 전선의 규격 보다 큰 다이스를 갖는 공구 또는 비 규격 터미널을 사용할 경우 불 충분한 압착 결과로 접촉 면적을 유지하기 힘들다.
또 터미널 작업 후 치수는 특별히 규정되어 있지 않고, 전선의 굵기에 따라 다르나 일반적으로 a = 0.5 ~ 1.0mm, b = 0.5 ~ 2.0 mm가 적당하다.

전선과 터미널 압착 작업 시 주의 해야 할 것으로 다음과 같은 것이 있다.

a. 압착 작업 시 다이스가 중심에 있지 않다.

b. 터미널 뒷면에 압착 했다.(반드시 앞쪽에 해야 한다.)

c. 소선의 일부가 노출 되었다.

d. 소선의 일부가 끊어진 상태로 압착 되었다.

e. “a” 치수 부분이 과도하다.

f. “b” 치수 부분이 과도 하다.

g. 전선이 터미널보다 불 충분하게 압착 되었다.

h. 터미널과 전선의 규격이 일치하지 않는다.

i. 전선의 피복 일부가 터미널에 삽입 되었다.

j. 압착기 다이스가 터미널 규격보다 작다.

k. 압착기 다이스가 터미널 규격보다 크다.

l. 압착기 다이스가  치우쳐 있다.