단일 및 복합 원인에 의한 단자대 전기화재위험성에 관한 연구

김시국,금동신,이춘하 한국화재소방학회 2015 한국화재소방학회논문지 Vol.29 No.5

This thesis is based on a research to investigate the electrical fire risk due to the single and composite cause in a terminalblock. This paper analyzed the thermal characteristics depending on the screw torque change and contact resistancechange to measure the fire risk due to the poor contact from single cause first. To measure the fire risk due to the compositecause, the acceleration tracking depending on the contact resistance change was experimented to check the correlationof poor contact and tracking to fire. The experiment result showed that the thermal characteristics were clearer as thescrew torque in poor contact status and magnitude of contact resistance increased and that the thermal characteristics ofterminal block depending on the contact resistance change was more reliable than the thermal characteristics dependingon the screw torque change. Moreover, the terminal block poor contact and tracking were correlated in the case of thecomposite cause, and when two composite causes were interacted, the electrical fire risk was higher than the single cause. 본 논문은 단자대에서 단일원인 및 복합원인에 의한 전기화재위험성을 규명하기 위한 연구이다. 우선적으로 단일원인인 접촉불량에 의한 화재위험성을 측정하기 위해 조임토크변화 및 접촉저항변화에 따른 열적특성을 분석하였다. 또한,복합원인에 의한 화재위험성을 측정하기 위해 접촉저항변화에 따른 가속트래킹 실험을 실시하여 접촉불량과 트래킹의화재연관성을 확인하였다. 실험결과 단일원인의 경우 접촉불량상태의 조임토크 및 접촉저항 크기가 증가할수록 열적특성이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 접촉저항변화에 따른 열적특성이 조임토크변화에 따른 열적특성보다 그특성이 더 잘 나타났다. 또한, 복합원인의 경우 단자대 접촉불량과 트래킹은 상호연관성을 가지고 있으며, 두 가지의 복합적인 원인이 서로 작용될 경우 기존의 단일원인의 전기화재 위험성보다 상대적인 위험성이 더욱 높게 나타나는 것으로 도출되었다.

화학사고 · 테러 관련 대응장비 인식 및 현황 조사에 관한 연구

김시국,최수길,남영재,홍성철 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.2

This study analyzes the perception, status, and problems of domestic firefighters related to chemical accidents andchemical terror response equipment. “How to use on-site response facilities and equipment” was 10% when “0 times” and28.4% when “1 to 4 times,” indicating that the importance of the ‘experience’ category is greatly increased when there isa lack of relative experience. As for whether measurement equipment is retained, 20.0% of negative responses in the‘special structure’ were found to differ in function by “Duty.” The effects of equipment-related proficiency and preferenceappear to be differences in equipment primarily held by special and chemical rescue teams. Problems with on-site responsewill require advisory experts on post-processing and analyses and the training of professional firefighters. Accordingly,through intensive interest and analyses in the field of special disaster responses, securing expertise, and fosteringprofessional personnel, these problems can be addressed. 본 논문은 화학사고 및 화학테러 대응 장비에 관하여 국내 소방대원들의 인식, 현황 및 문제점을 파악하기 위한 연구이다. ‘현장대응 시설 및 장비 사용법’은 ‘0회’일 때 10%, ‘1~4회’ 28.4%로 나타나 상대적 경험이 부족할 시 중요도가크게 늘어나는 것을 볼 수 있다. 측정 장비 보유 여부 및 신뢰도에 관해서는 긍정 응답으로 조사되었고 ‘특수구조’에서20.0%의 부정 응답이 나타난 것은 직무별 기능에서의 차이가 있다고 판단되었다. 장비 관련 숙련도와 선호도의 영향에서는 특수구조대와 화학구조대의 중점적으로 보유하고 있는 장비의 차이로 나타났다. 현장대응 시 문제점에서는 사후처리 및 분석에 관한 자문 전문가 활용 및 전문 소방관의 양성이 필요할 것이며, 이에 따라 특수재난 대응 분야의 집중적인 관심과 분석을 통하여 전문성 확보와 전문 대원 육성 등이 집중적으로 이루어져야 할 것으로 기대한다.

ESS 리튬배터리의 과충전 및 외부수열에 따른 화재위험성에 관한 실험적 연구

김시국,최수길,진세영,방석성 한국화재소방학회 2019 한국화재소방학회논문지 Vol.33 No.4

The present article relates to an experimental study on fire risks due to overcharge and external heat of ESS lithiumbattery. According to the experimental results of overcharge, ignition occurred as combustible gas and smoke was slowlyincreased after occurrence of venting, and an explosive combustion form accompanied by flame eruption and sparks wasdisplayed as charged energy is rapidly discharged in an instant. On the other hand, according to the experimental resultsof external heat, as a tremendous amount of combustible gas and smoke was ignited following being discharged afteroccurrence of vent, the charged energy itself was rapidly reduced due to the discharged energy so that a passive combustionform was observed when compared with overcharge after occurrence of flames. According the analysis results of firedamage characteristics, differences between external heat (External flame) could be found through visual and X-rayinspections. Namely, while inside electrode plate was completely destroyed and perforation of the electrode plate wasobserved in the case of overcharge, fire damage of the electrode plate was not severe maintaining the form in the caseof external heat. 본 논문은 ESS 리튬배터리의 과충전 및 외부수열에 따른 화재위험성에 관한 실험적 연구이다. 과충전 실험결과벤트 발생 후 가연성 가스 및 연기가 서서히 증가되다 착화가 발생했고, 충전된 에너지가 한순간에 급격히 방출되면서 화염분출 및 불티를 동반한 폭발적인 연소형태가 나타났다. 반면, 외부수열 실험결과 벤트 발생 후 엄청난 양의가연성 가스 및 연기가 다량 배출되다 착화되어, 방출된 에너지로 인해 충전된 에너지양 자체가 급격히 감소되어화염발생 후 과충전과 비교했을 때 소극적인 연소형태가 나타났다. 소손특성 분석결과 육안 및 X-ray 검사를 통해과충전과 외부수열(외부화염)의 차이점을 찾을 수 있었다. 즉, 과충전의 경우 내부 극판이 완전히 파괴되어 부서지고,극판에서 천공이 관찰되었으나, 외부수열의 경우 내부 전극판의 소손정도가 심하지 않고 형태를 유지하고 있었다.

UL 300 시험기준에 의한 덕트화재전용 소화 및 감지 시스템 특성에 관한 연구

김시국,이건호,김필영,박경환,임우섭,이춘하 한국화재소방학회 2014 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2014 No.추계

광전식연기감지기 현장점검기기의 문제점에 관한 연구

김시국,육현대,양승현,지승욱,이춘하 한국화재소방학회 2009 한국화재소방학회논문지 Vol.23 No.4

This paper was studied on the problem of field inspection tester of the photoelectric type smoke detector. The experiment objects were chosen 3 type's testers such as A type (incense), B type (dimethylpolysiloxane), C type (mixtures of hydrocarbon) which were used for performance checking of the photoelectric type smoke detector for the fire protection. The experimental methods were used reliability verification experiment, performance verification experiment and performance change of fire detector by smoke component. It was confirmed through the experiment that the testers had problems of smoke concentration condition and wind velocity condition and smoke component. Consequently, this paper verified that the field inspection testers of the photoelectric type smoke detector had problems in the inspection of fire protection. 본 논문은 광전식연기감지기 현장점검기기의 문제점에 관한 연구로서 현재 소방점검 시 광전식연기감지 기의 성능확인을 위해 사용되는 A Type(향), B Type(디메틸실리콘오일), C Type(탄화수소혼합물)의 점검 기기들을 실험대상으로 선정하고, 현장점검기기의 문제점을 도출하고자 신뢰성확인실험 및 성능확인실험, 연기시료에 따른 감지기 성능변화 실험을 실시하였다. 실험결과 소방점검 시 현장점검기기를 이용한 감도 실험은 연기농도조건 및 풍속조건, 연기시료의 문제점을 확인할 수 있었으며, 결과적으로 현재 소방점검 시 사용되는 광전식연기감지기 현장점검기기의 신뢰성에 문제가 있는 것을 확인할 수 있었다.

가속열화에 따른 페놀수지 절연재료의 트래킹 특성에 관한 연구

김시국,최수길,이춘하 한국화재소방학회 2017 한국화재소방학회논문지 Vol.31 No.1

The present article reports the tracking characteristics of phenolic resin insulation material due to accelerated degradation. For assessing insulation degradation of the phenolic resin insulation material, experiment samples with equivalent years of0, 10, 20, 30, and 40 years were produced by conducting accelerated degradation experiments using Arrhenius equation. Subsequently, tracking experiments according to KS C IEC 60112 standard were conducted for the experiment samples thatwere previously subjected to accelerated degradation. According to the measured results for tracking characteristics of phenolicresin subjected to accelerated degradation, upon dropping of 0.1% ammonium chloride, the risks were shown to increase by1.38 times for the equivalent life of 10 years; 1.45 times for 20 years; 1.62 times for 30 years; and 1.94 times for 40 yearsbased on the equivalent life of 0 year. Upon dropping of 0.01% ammonium chloride, the risks were shown to increase by1.39 times for the equivalent life of 10 years; 1.52 times for 20 years; 1.99 times for 30 years; and 5.30 times for 40 years. According to the experimental results, the tracking risk was shown to be higher for longer-duration insulation degradation dueto aging. In particular, the risk was observed to be greatly increased in the case of the equivalent life of 40 years. Therefore,it is proposed that the occurrence possibility and the risk of electric fires could be minimized through institutional preparationof recommended replacement period by considering risks such as insulation degradation, etc. due to aging. 본 논문은 가속열화에 따른 페놀수지 절연재료의 트래킹 특성에 관한 연구이다. 페놀수지 절연재료의 절연열화를위해 가속수명 시험방법 중 아레니우스 방정식을 이용한 가속열화 실험을 진행하여 등가연수 0년, 10년, 20년, 30년,40년 된 실험시료를 제작하였다. 그 후 가속열화된 실험시료를 대상으로 KS C IEC 60112 기준에 의한 트래킹 실험을 진행하였다. 가속열화에 따른 페놀수지의 트래킹 특성 측정결과 염화암모늄 0.1% 적하 시 등가수명 0년을 기준으로 위험성이 등가수명 10년 1.38배, 20년 1.45배, 30년 1.62배, 40년 1.94배 증가하는 것으로 나타났다. 염화암모늄0.01% 적하 시 등가수명 0년을 기준으로 위험성이 등가수명 10년 1.39배, 20년 1.52배, 30년 1.99배, 40년 5.30배 증가하는 것으로 나타났다. 실험 결과 노후화에 따른 절연열화가 오래될수록 트래킹 위험성이 커지는 것으로 나타났으며, 특히 등가수명 40년의 경우 그 위험성이 크게 증가하는 것으로 관측되었다. 따라서 노후화에 따른 절연열화 등의위험성을 고려하여 제도적으로 권장 교체주기를 마련해 주는 것이 전기화재 발생 가능성 및 위험성을 최소화할 수있을 것으로 생각된다.

가속열화에 따른 IV절연전선 피복의 과전류 특성에 관한 연구

김시국,최수길 한국화재소방학회 2018 한국화재소방학회논문지 Vol.32 No.2

This paper reports the results of a study on the over-current characteristics of IV insulated wire sheath according toaccelerated degradation. In order to examine the degradation of a IV insulated wire sheath through insulation, accelerationdegradation experiments were performed using the Arrhenius equation of acceleration life test models; test samples withequivalent lives of 0, 10, 20, 30 and 40 years were prepared. Then allowed currents with over-current of 100%~500% wereintroduced to measure the times of first generation of smokes and carbonization in the wire sheath, and it was found that thetimes of first generation of smokes and carbonization in the wire sheath decreased as the equivalent life increased. In moredetail, when 270% over-current is applied, the electrical fire risk of equivalent life of 40 years increased by approximately3.2 times based on equivalent life of 0 years. Also, when the over-current was 255% and 260%, carbonization occurred onlyin the equivalent life of 40 years, and the fire risk according to the accelerated degradation was increased dramatically. Inaddition, FT-IR and SEM analyzes were used to confirm the characteristics and surface changes of IV insulated wire sheathaccording to the equivalent life. 본 논문은 가속열화에 따른 IV절연전선 피복의 과전류 특성에 관한 연구이다. IV절연전선 피복의 절연열화를 위해 가속수명시험 모형 중 아레니우스 방정식을 이용한 가속열화실험을 진행하여 등가수명 0년, 10년, 20년, 30년, 40년 실험시료를 제작하였다. 그 후 실험시료 대상으로 허용전류 100%~500% 과전류를 인가하여 전선피복에서 최초연기 및 탄화 발생시간을 측정하였고, 등가수명이 증가함에 따라 최초 연기 및 탄화 발생시간이 감소하는 것으로나타났다. 세부적으로 과전류 270%에서 등가수명 0년을 기준으로 등가수명 40년의 전기화재 위험성이 3.2배 증가하였다. 또한, 과전류 255% 및 260% 인가 시 등가수명 40년에서만 탄화가 발생하여 가속열화에 따른 화재위험성이 비약적으로 증가하는 것으로 나타났다. 추가적으로 FT-IR과 SEM을 이용하여 IV절연전선 피복의 등가수명에 따른 특성 및 표면 변화의 차이를 확인하였다.

차동식스포트형열감지기 현장점검용 표준화기기 개발에 관한 연구

김시국,육현대,양승현,지승욱,이춘하 한국화재소방학회 2009 한국화재소방학회논문지 Vol.23 No.3

This paper studied on the development of standardization tester for the field inspection of the rate of rise spot type heat detector. It was to find the problems of the 4 type's testers such as A type (electric bulb type), B type (halogen lamp type), C type (heating coil type), D type (fumigator type) which were used to check of the rate of rise spot type heat detector in inspection for the fire protection. To identify those problems, this paper described about the development of standardization tester for the field inspection of the rate of rise spot type heat detector and that have the function of auto setting temperature more 30oC higher than room temperature and keep the constant temperature. And keep the constant wind velocity of 85cm/sec. Performance verification results of the developed prototype that had same conditions such as the sensitivity test conditions at the type approval of the rate of rise spot type heat detector. 본 논문은 차동식스포트형열감지기 현장점검용 표준화기기 개발에 관한 연구이다. 현재 소방점검 시 차 동식스포트형열감지기의 성능확인을 위해 사용되는 점검기기(4 Type)들을 실험대상으로 선정하여 문제점 을 찾고, 도출된 문제점을 바탕으로 차동식스포트형열감지기 형식승인 시 감도시험기준과 동일한 온도조 건인 실온보다 30oC 높은 온도로 자동설정 할 수 있고 설정된 온도를 계속 유지할 수 있는 기능과 풍속 조건인 풍속 85cm/s를 유지할 수 있는 차동식스포트형열감지기 현장점검용 표준화기기의 회로를 설계하 고 시제품을 제작하였다. 개발된 시제품의 성능확인 결과 차동식스포트형열감지기의 형식승인시험 시 감 도시험조건과 동일한 성능이 나타나는 것을 확인하였다.

일상훈련 프로토콜을 기반으로 한 화학복착용 소방대원의 신체능력분석

김시국,이춘하,홍성철,주선호 한국화재소방학회 2018 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2018 No.추계

나사조임토크에 따른 전선접속부의 열적특성에 관한 연구

김시국,지승욱,박상민,이춘하 한국화재소방학회 2012 한국화재소방학회논문지 Vol.26 No.4

본 논문은 나사조임 단자대에 접속되는 전선접속부의 나사조임토크에 따른 열적특성을 분석하고자, 나사조임토크를 KS C 2625에서 규정한 정상조임토크와 시공불량 및 경년변화 등의 원인으로 인해 나사조임의 풀림으로 발생될 수 있는 이상조임토크를 실험의 변수로 하였다. 이때, 정상조임토크와 이상조임토크에 동일한 부하를 인가한 후, 열화상카메라를 이용하여 전선접속부의 열적특성을 측정한 후 비교·분석하였다. 도출된 결과를 바탕으로 향후 전기안전점검 시 단자대 접속개소의 조임토크 불량으로 인한 발열을 사전에 감지하고, 전기화재의 위험성이 나타날 가능성을 최소화 할 수 있는 대책자료로 활용하고자 한다. To analyze the thermal characteristics of wire connection part that is connected to a screw-clamping terminal block depending on screw torque, the normal screw torque defined in KS C 2625 and the abnormal screw torque that can occur due to loosened screws resulting from defective work or aged deterioration were used as experimental variables. After the same load was applied to normal and abnormal screw torques, the thermal characteristics of the wire connector were measured and compared with a thermal imaging camera. The findings from this study will be used to detect heating due to defective screw torque at terminal block connections during electric safety inspection in the future and minimize the hazard of electric fire.