[본 컨텐츠는 다비육종의 기술정보지 '다비퀸 2020 봄호'의 일부이며 다비육종의 허락 하에 게재합니다. -돼지와사람]
필자가 많은 농장들을 방문하여 안전관리 업무를 진행하게 되면서 느낀 점들을 공유하고자 한다. 많은 농장 직원들이 전기 관련 전문지식이 없더라도 농장의 문제점을 어느 정도 인지하고는 있지만, 100% 정확히 인지하고 있는 경우는 드물다.
본 원고를 참고한다면 전기안전 사고의 90% 이상은 사전에 차단할 수 있으니 관심을 기울여 주셨으면 한다.
1. 돈사에 필요한 전기의 기본 이해하기
①돈방 내 전기 기구 전력량 계산 공식
-전열 기구 250W×수량/220V = A
예) 자돈 1방 : 250W×20개/220V = 22.7A(표1을 기준으로 40A 1개 또는 30A 2개의 차단기 설치)
②적정 차단기 용량 및 전선 굵기
-정확히 산출하자면 사용 온도 및 습도, 설치 방법, 전선의 종류와 길이 등 여러 가지 변수에 따라 허용전류의 차이가 있으나, 다비육종 농장 기준으로 차단기 및 전선의 최대 허용치를 약 70% 정도만 사용한다면 특별한 외부요인이 발생하지 않는 한 안전하고 오랫동안 사용이 가능하다.
-전열등 기준 전선 라인을 늘려 차단기 용량이 40A를 넘지 않도록 하는 것이 안전하고 효율적이다.
-전력량 크기별 흐름은 부하보다 전선 굵기가 굵어야 하며, 누전차단기 용량은 전선 굵기보다 얇아야 한다(전류량 크기 비교: 부하(전열 기구) <전선 굵기> 누적차단기 용량 < 배선차단기).
-표1 이상의 전선 굵기와 차단기 용량은 주로 배전반과 수전반에서 사용되므로 전문가에게 맡기는 것을 권장한다.
③전선 굵기 확인하는 법
-단위 : SQ=㎟, d(㎜), AWG *AWG: 구리, 알루미늄 및 기타 전선의 굵기를 나타내는 단위
-변환 계산식은 복잡하니 자주 쓰는 것만 표시하기로 한다.
④차단기 및 전선 온도
-차단기의 온도는 60℃ 이상을 넘지 않도록 하며, 전선은 50℃ 이상 넘을 시 전선 효율이 급격하게 떨어져 약 50% 정도가 감소된다.
-전열기구가 많이 설치되어 있는 분만사 및 자돈사의 경우, 온도계나 열화상카메라를 통해 수시로 확인할 것을 권장한다.
⑤전선 연결부위 테이핑 방법
-2.5SQ 전선은 사진2를 따라하고, 3회(겹) 반복, 4SQ는 4번 반복, 6SQ는 6번을 반복해야 누전 및 합선을 방지 할 수 있으며, 약간의 방수 효과도 볼 수 있다. 단점은 시공 실력에 따라 성능차이가 클 수 있다.
-절연 수축튜브를 이용하여 시공할 경우, 가격도 저렴하고 작업까지 수월하게 진행할 수 있어 적극 추천하는 시공방법이다. 사진3과 같이 한 가닥씩 시공한 후 테이핑을 하는 것이 좋다.
-위 시공방법은 방수효과가 탁월하다. 만약 전선이 4SQ면 2겹, 6SQ면 3겹의 수축튜브를 시공하자.
⑥차단기에 흐르고 있는 전류량 체크
-사진4의 경우, 50A 차단기에 34A를 지속적으로 사용하고 있다. 차단기 용량에는 문제가 없으나 전선 굵기는 6SQ로, 사용량에 비해 전선 굵기가 얇은 편이므로 열 발생과 클립부분은 열화가 시작되고 있다.
-클램프 테스터기를 구비하여 의심되는 구간은 수시로 체크할 것을 권장한다(사진4 참조).
2. 전기 화재의 주요 요인
①과전류(과부화)
ⓐ사용량에 맞지 않는 전선
-전선은 30A에 맞춰 설치되어 있는데, 차단기 용량을 늘려 40A 혹은 50A로 사용할 경우 전선에 과도한 전류가 흐르게 된다.
-이런 경우 전선의 피복이 경년 변화가 가속화되어 탄화되면서 피복이 갈라지고, 누전과 스파크를 동반한 화재가 발생하게 된다.
*경년 변화: 절연체가 내·외부적인 영향에 따라 화학적·물리적 성질이 나빠지는 현상
-차단기 용량과 전선 굵기를 확인하고, 실제 흐르고 있는 전류량을 측정하여 표1에서 서술한 차단기표와 맞는지 확인해야 한다.
ⓑ문어발식 사용
-합산 전류량은 차단기보다 작지만, 문어발식 사용은 접점 저항을 증가시켜 전선에 전류가 흐르면 Joule의 법칙에 의해 열이 발생하게 되는데, 과전류에 의하여 발열과 방열의 평형이 깨지게 되면서 발화의 원인이 된다.
*Joule의 법칙: 도체 내에 흐르는 정상 전류에 의해서 일정 시간 동단 발생하는 열의 양은 전류의 세의 제곱과 도체의 저항에 비례하는데, 이 법칙은 1980년 Joule이 실험적으로 발견한 것으로써 '줄의 법칙'이라 한다. 전류의 세기 I, 저항을 R로 하면 매초 발생하는 열량 Q는 Q=(1/4.2)I2R의 식으로 주어진다.
②단락 (합선)
ⓐ단락이란, 전선의 두 부분이 피복 손상 등의 원인으로 저항이 적거나 없는 상태에서 접촉하는 것, 즉 합선이라고 이해하면 된다. 이때, 저항은 0에 가깝기 때문에 옴의 법칙에 의해 순간적으로 엄청난 전류가 흘러 폭발과 발열로 인해 전선이 녹고 주변 물질에 불이 옮겨 붙게 되면서 화재가 발생하는 것이다.
*옴의 법칙: 독일의 과학자 옴이 발견한 법칙으로 전압·전류·저항에 일정한 관계가 있음을 나타낸다. 전류의 세기는 전압에 비례하고, 저항에 반비례한다.
ⓑ농장에서 단락을 유발하는 것은 대부분 설치류에 의한 피복 손상이다.
-농장 내 설치류의 접근을 최대한 막으며, 수시로 확인할 것을 권장한다.
③접속불량
ⓐ플러그와 콘센트
ⓑ이동식 수세기
-이동이 많은 수세기에 접점 손상 및 이물질로 인하여 사진6과 같이 접점 온도가 105.1℃까지 상승하였다.
ⓒ전선과 기기 간의 접축 상태가 헐겁거나 혹은 이물질이 많다면 저항열이 증가하여 발열(아산화동 발열 현상)에 의한 원인으로 화재가 발생하게 된다.
-전열등, 이동 수세기 등 전력소비량이 많은 제품일수록 플러그를 깨끗히 사용할 것을 권고한다(사진5 참조).
*아산화동 발열현상: 아산화동은 상온에서 수 십kΩ의 전기저항을 갖고 있으나, 온도상승과 함께 급격히 저하되는 특성을 갖고 있다. 따라서 아산화동에 고온부가 발생하면 접촉부의 타 부분보다 고온부에만 전류가 집중적으로 흐르게 되어 온도를 더욱 상승시키는 역할을 하게 되므로 열산화가 더욱 급격하게 진행된다. 이와같이 아산화동을 생성시키면서 발열하는 현상을 '아산화동 증식 발열현상'이라고 한다.
④누전에 의한 발화(누전과 스파크가 동시에 일어나는 경우가 빈번히 발생)
ⓐ누전이란, 절연이 불안정하여 전기의 일부가 전선 밖으로 새어 나와 도체 주변에 전기가 흐르는 현상으로, 전기 장치나 오래된 전선의 절연 불량 및 전선 피복의 손상 또는 습기 등이 주된 원인이다.
누전이 되어 전류가 흐르는 부분에 신체 일부가 닿으면 감전 사고를 야기할 수 있으며, 전류에 의한 열이 인화물질에 공급될 경우에는 큰 화재가 발생할 수도 있다.
ⓑ농장에서 가장 빈번히 일어나고 있는 부분이고, 많은 농장들을 점검하였을 때 누전없는 농장이 없을 정도로 빈번히 발생하는 사고이므로 각별히 주의를 권고한다.
-첫 번째. 수세 및 소독으로 인한 전등과 소켓 부분
▶전등과 소켓의 사이는 간격이 많이 좁아 결로나 습기가 생길 경우 쉽게 누전이 될 수 있다.
▶돈방에 적합한 전등은 방수등급 IP67(1M 방수) 정도가 되어야 돈방 내 가스유입도 차단 할 수 있다. 참고로 최근에는 IP68급의 조명들도 나오고 있다.
*IP67 방진방수란, 앞의 6은 방진을 나타내며 최고등급이 6이다. 뒤의 7은 방수를 타나내고 5등급 빗물, 6등급 폭포수, 7등급 1M방수, 8등급은 물속 사용이 가능하다.
▶앞으로는 방수제품이라고 하면 IP가 몇인지 확인하는 습관을 들이도록 하자. IP67 이하는 생활 방수 수준이고, 돈방 내부의 가스를 생각한다면 좋은 제품을 쓰도록 하자.
▶전등은 IP67 이상 제품들이 많으나, 아쉽게도 전열등의 경우 기술부족으로 인해 아직 생산되는 제품은 없다.
-두 번째. 콘센트와 플러그의 이물질 및 습기
▶사진5와 같은 플러그를 콘센트에 꽂아 전열등을 사용하게 된다면, 저항으로 열이 발생하여 문제가 생기게 된다. 가능하다면 농장에 설치되어있는 플러그와 콘센트를 없애고 싶은 심정이다. 이에 마땅한 해결방법을 찾고는 있으나, 아직 방수성능 및 사용전류량, 교체의 편의성, 가격을 모두 만족할만한 제품이 없어 추천하지 못하는 상황이다.
-세 번째. 전선 연결부위 테이핑
▶테이핑에 자신이 없는 경우에는, 수축튜브로 1차 처리 후 테이핑 하는 것이 안전하다. 하지만 수축튜브로 T자 형태의 전선은 처리하기 힘들어 방수 IP67 이상의 케이블 커넥터를 확인하고 있으나, 아직 국내에서는 농장에 적합한 제품을 생산하는 업체가 없다.
간단하게 정리하자면, 차단기 용량과 실 사용량을 체크하여 맞는 전선인지 확인하고, 설치류에 의한 전선 손상이 있는지 수시로 점검하며, 전선 연결부위 및 플러그 상태를 점검하는 것을 습관화 한다면 우리는 농장에서 안전하게 전기를 사용할 수 있을 것이다.
