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선우 호
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1 제 1 편 전기위험방지

2 들어가며 SAFETY l l l 위험요인이없는상태현실적산업현장에서는달성불가능위험요인의위험도를허용가능한수준으로관리하는것.

3 유해 위험요인 Hazard Al zahr 3

4 Etymology of Risk South Europe: risicare à to dare 4

5 위험 위험 위험 위험 위험 위험위험 위험 위험 위험 위험 위험 위험 위험 위험 위험 위험위험위험위험위험 위험 위험 위험

6 산업재해의경제적손실액은? Ø 한해의경제손실액은? v 약 18 조 9,000 억원 Ø 재해자 1 명당? v 약 2 억 6 천만원 ü 60,256 억원 23,000 명 2 억 6 천만원 Ø 사망자 1 명당? v 약 10 억원 ü 보험료 ( 직접비 ) : 약 2 억원 ü 기타보상비 ( 간접비 ) : 약 8 억원 ( 하인리히 1:4 법칙 ) 6

7 참고 : 재해손실비용 구분항목 직접비 ( 산재보험보상비 ) 간접비 요양급여, 휴업급여, 장애급여, 유족급여, 장의비용, 근재보험등위로금, 사례금, 보상금, 요양보상비, 회사자체보상비휴업보상비, 장의비용등근로시간손실, 공사중단손실, 재해자인적손실구조비, 능률저하에의한손실, 공사중단에따른추가임금부담등기계기구류손실, 재료, 제품손실, 작물적손실업체제복구비용등재해수습관련부대비용 ( 섭외, 접대, 여비등 ), 2차재해예방특수손실비용, PQ 손실비용, 산재보험료등의증가, 벌금, 소송진행비용등사고발생시본사, 현장, 시간손실, 기타관리직의시간손실 7

8 경제적손실액 (18 조 ) 을절약해서할수있는것은? 인천국제공항 2 개건설 초 중 고교 3 년무상급식 비행기 (A380) 43 대구입 8

9 산재와안전의식미흡에따른기업불이익사례 Ø 인천공항거푸집동바리붕괴사고 ( 사망1, 부상4) ü 재해발생에따른직 간접손실비용 : 7억4천만원 해당부분공사비 4천 3백만원의약 17배 Ø 강릉오봉수리시설붕괴사고 ( 사망4명, 부상5명 ) ü 현장소장검찰송치 ü 사고현장특별감독실시 ü 과태료약 1,000만원부과 ü 발주기관에동절기공사중지요청 ü 시공업체의입찰참가자격제한조치요청 9

10 괌에서의 S 기업 : 수주금액 (650 만불 ) 보다많은과태료 (826 만불 ) 부과 Ø Guam 에서용접공 (41 세 ) 추락사망 ( 지붕 20m) Ø OSHA 감독관현장실사후위반사항 118 건 (7 만불 / 건 ) 적발 : 826 만불 ( 약 99 억원 ) 의과태료부과 그결과? Ø 불복소송제기, 합의후소송취하 ( ) : 185 만불 ( 약 22 억원 ) 로감액부과 Ø 합의내용 모든 OSHA 규정준수, 종합적인안전계획수립 매주추락방지관련회의 문서화된 check list 에의해현장점검 10

11 위험성평가 개시 1 단계 : 사전준비 (Preparation & classification of work activity) 2 단계 : 유해위험요인파악 (Hazards identification) 5 단계 : 위험성감소대책수립및실행 (Risk control action & implementation) 3 단계 : 위험성추정 (Risk estimation) 4 단계 : 위험성결정 (Risk evaluation) No 허용가능위험여부? 합리적으로실천가능한범위에서가능한한낮은수준으로수립 Yes 종료 기록 (Recording) 남아있는유해위험정보의게시, 주지등

12 강의순서 1 전기의 기초 2 전기안전과 재해 3 위험요인의 제거

13 제 1 장전기의기초

14 - 고대그리스과학자탈레스는 BC 600 년경호박 ( 琥珀 ) 을모피에문지르면전하를띠게되어가벼운물체를잡아당기는것을보고, 최초로전기현상발견 - 호박을의미하는그리스어의 엘렉트론 에서 일렉트리시티 (Electricity) 라는말이유래

- 1831 년페러데이 : 전자기유도법칙 - 1879 년에디슨 : 백열전구발명 -

15 년페러데이 : 전자기유도법칙 년에디슨 : 백열전구발명 - 그러나전선을타고흐르는전기의정체는에디슨도알지못했다. - 전기의정체는에디슨이백열전구를발명한이후 20 년쯤이지나서 1897 년영국의물리학자 J.J. 톰슨이미세한입자라는것을밝혀냈다. - 그는이작은입자가빛도만들고열도나게한다는것을알고, 전자 ( 일렉트론 ) 라고이름을붙였다.

17 전기의생산

18 전기의생산 (3 상전압 )

19 물과전기의비교

20 대지전압 Microsoft werpoint 프레젠테이

21 선간전압과상전압 (Y 결선 )

22 선간전압과상전압 ( 결선 )

23 3 상전력 3 상전력 Y 결선 결선

24 접지선과중성선의차이 중성선 (N 상 : Neutral conductor 또는 neutral wire) - 단상 3 선식의경우나 3 상교류계통에서변압기를 Y 결선하는경우에그중성점에접속되는전선 ( 인출한선 ) 을말함. 배전계통에서는일반상선사이의선간전압이외에상선 (R, S, T 또는 A, B, C 등 ) 과중성선사이의전압, 즉상전압의사용이가능하며선간전압은동력용으로사용하고, 상전압은전등용으로하는것이보통이다. - 전기공급방식이 3 상 4 선식, 1 상 2 선식등에서접지선과달리전기회로를구성하여부하에전류를공급함 - 380/220 3 상 4 선식공급방식의경우 R 과 S, 또는 R 과 T 등상선을이용하는경우 380V 의전압을 R 과 N, S 와 N, T 와 N 을연결하는경우 220V 전압을사용하게됨 접지선 (Earth 선 ) - 접지선 (Earth 선 ) : 접지선은대지의접지극과연결된선을말함 - 부하에전류를공급하지않고대지와등전위를목적으로하고있으며정상적인전기회로이외의누설전류등을대지로귀로시켜인축을전격으로부터보호하기위함

25 접지선과중성선의차이 가장큰차이점은중성선은정상상태에서는전류가흐르지않는접지선과달리일반적인경우전기회로의일부로전기회로를구성하고있으며상시전류가흐르는상태즉통전상태를유지하게됨 - 중성선은일반적으로접지선에가깝다고생각하기쉬우나내선규정에서는전압선으로분류되어있음 접지선은지중의접지극 ( 대지 ) 과등전위를만들거나이상전압을대지로방전하는등의기능을수행하며정상전인상태에서는전류가흐르지않는상태를유지하게됨 ( 일반적인건축물의경우 ) 중성선에는상전류의 20% 이상의전류가흐르지않도록하고있다고하지만이는불평형전류만을고려한값이며비선형부하 ( 정류기, 인버터, UPS, 컴퓨터, 모니터, 복사기등 ) 나전기로, 용접기등에서발생하는고조파를발생하는부하가있을경우는다름

26 접지선과중성선의차이 현장에서중성선과접지선의용도를구별하지않고사용하는경우가있으며, 이는평상시 ( 정상상태 ) 는기능상에별다른문제가없을수도있지만지락, 뇌서지침입등의이상상태에서는여러가지장해를유발할수있음 최근의각종사고및전기설비의이상발생사례를보면접지와관련한것이상당히많고그원인은선형부하가대부분이던시대 (70 년대 ) 의기준으로현재즉비선형부하및고품질의전원을필요로하는전기설비를설계시공하고있는것이기때문임

27 전압의종류 1 저압 : 직류 750V 이하, 교류 600V 이하 2 고압 : 직류 750V, 교류 600V를초과직류또는교류가 7,000V 이하 3 특별고압 :7,000V를초과한것 4 초고압 :200,000V 이상의전압

28 전압변동률 표준전압유지하여야할전압비고 110V 220V 380V 110V 의상하로 6V 이내 220V 의상하로 13V 이내 380V 의상하로 38V 이내 6% 이내 10% 이내

29 전압강하 R= r(l/a)

30 오른나사의법칙

31 저항 도체에전류가흐를때이것을막으려하는것전기 저항은 R 로표시, 단위는옴 [Ω] 을사용 1 킬로옴 ( kω )=1,000 옴 1 메가옴 ( MΩ )=1,000,000 옴 * 1Ω( 옴 ) : 1 암페어의전류가흐르고있는도체의 2 점간전압이 1 볼트일때그 2 점간의저항의크기를말함

32 인덕턴스 (L) 및정전용량 (C) 인덕턴스 [ 헨리 (H)]: - 전자유도에의하여전압이유도되는세기 1 초간에 1 암페어의전류가변화하여 1 볼트의전압이유도되었다면, 이회로의인덕턴스는 1 헨리이다. 정전용량 [ 패럿 (F)]: - 콘덴서가전기를축적하는크기 1 볼트의전압을인가하여 1 쿨롱의전기를축적한콘덴서는 1 패럿이다. 1 마이크로패럿 (μf)=10-6 패럿 1 피코패럿 (pf)=10-12 패럿

34 옴의법칙 도체간의 2 점간을흐르는전류는 2 점간의전압에비례하고 전기저항에반비례한다. 전기저항또는전압을구할때는다음과같은식으로구한다. R=V / I [Ω], V=I R [V] - 교류회로에서는직류회로와달리저항뿐아니라 인덕턴스 (L) 및커패시턴스 (C) 가있어서 R 대신에 Z( 임피던스 ) 를사용한다. Z=V / I [Ω], V=I Z [V]

35 옴의법칙

36 임피던스삼각형 l 교류회로에있어서전류가흐르기어려움을나타내는양을나타내며단위는 Ω, 기호는 Z 가쓰임. l 전압 E 에의해서흐르는전류를 I 라고하면 Z=E/I 가된다. l 크기외에위상 ( 位相 ) 을나타내기위하여벡터량으로표기하며, 복소수 Z= R + jx (j 는허수단위 ) 로표시 l 이를복소임피던스라고하며, 보통임피던스라고하면이를가리키며실수부분 R 을저항, 허수부분 X 를리액턴스라고함.

37 임피던스삼각형

38 임피던스계산 교류회로의계산을직류회로처럼계산 - 예를들면 f Hz의주파수, 저항 R(Ω), 자기인덕턴스 L(H) 의코일, 커패시턴스 C(F) 의경우직렬복소임피던스는 여기에서리액턴스는

39 차단기 ELB MCCB

40 배선용차단기

41 배선용차단기의특성곡선 시간 전선의허용열특성 MCCB 동작특성 전동기허용열특성 Thermal Relay 특성및 EMPR 의특성전동기전류곡선 전류

MCCB 의 MAME PLATE 2 제품의형식 3 극수 4 KS 규격인증번호 5 취득규격 : CE marking 6 Icu, Ics Icu : 정격차단용량을표기하는약호로서 "Rated Breaking Capacity Ics : 서비스단락차단용량으로정격차단용량으로시험한차단기로다시한번단락전류를통과하였을시최초용량의몇 % 까지견디는능력을나타내는수치로서 100%:

42 MCCB 의 MAME PLATE 2 제품의형식 3 극수 4 KS 규격인증번호 5 취득규격 : CE marking 6 Icu, Ics Icu : 정격차단용량을표기하는약호로서 "Rated Breaking Capacity Ics : 서비스단락차단용량으로정격차단용량으로시험한차단기로다시한번단락전류를통과하였을시최초용량의몇 % 까지견디는능력을나타내는수치로서 100%: 최고성능 7 주파수및주위온도 8 기준규격 9 Cat.A : Category A 라는제품 - 단시간차단성능이없는차단기를말함 10 정격전류 : 규정된온도상승한도를초과하지않고연속통전되는최고전류치 11 Ui, Uimp : Ui 는정격절연전압으로규정된조건하에서내전압보증전압이며 Uimp 는정격임펄스내전압으로뇌서지에견디는전압 12 정격차단용량 : 전압별정격차단용량을표기

43 MCCB + 지락차단장치 ; ELB, ELCB, RCD 누전차단기

이분야의용도에널리사용된다 (1) 도체 (Conductor) (2) 세퍼레이터 (Separator)

44 캡타이어케이블 캡타이어케이블은이름그대로강한시이스를가진케이블의총칭이다. 이케이블은광산, 농장, 건설공장현장증에서교류 600V, 직류 750V 이하의이동용전기기기의배선에사용되는전선, 탄력성이양호한천연고무또는클로로프렌고무로피복되어충격, 마찰, 굴곡등의기계적내성이높고, 내수, 내열, 내산및내알카리성등의화학적내성이강하므로, 이분야의용도에널리사용된다 (1) 도체 (Conductor) (2) 세퍼레이터 (Separator) (3) 절연체 (Insulation) (4) 좌상고무 (Core cradle) (5) 1 차시이스 (Primary sheath) (6) 보강테이프 (Reinforcement tape)

45 켑타이어케이블

46 켑타이어케이블

47 수전반

48 배전반

49 분전반

50 제어반

51 수변전설비

52 접지저항

53 피상 / 유효 / 무효전력 / 역률

54 피상 / 유효 / 무효전력 / 역률 교류전원을부하에인가하면순수한부하의경우전압과전류파형이똑같이진행하여위상차없음 역률 : 전원에서공급된전력이부하에서유효하게이용되는비율로서 cos θ 로나타낸것 하지만부하가저항이아닌유도성 ( 모터나솔레노이드와같은 ) 부하이거나용량성 ( 콘덴서, 방전관등 ) 부하인경우전압과전류는위상차가발생하며이위상차가역률이다

55 피상 / 유효 / 무효전력 / 역률 더쉽게설명하면, 전류가전기부하에흐르며일을할때전압의속도는일정한데전류는코일부하 ( 모터등,,) 를만나면코일은길이꼬불꼬불하여전류가전압보다늦게되고, 용량성부하 ( 콘덴서, 배터리등,,) 를 만나면고속도로를지나는것처럼전류가빠르게됨 전압과전류의속도 ( 위상 ) 차가없어야효율이 100%( 보통전등부하 ) 가되는데전압과전류의파형이똑같다면역률은 1 이되는것이고어느한쪽이뒤진다면 0.9 또는 0.85 이렇게 1 보다떨어지게되는것을좋게하기위해즉, 1 에가깝게하기위해콘덴서를달아역률을개선

56 기타전기용어 O 절연저항 : 절연물의절연도를저항값으로나타낸것 O 주파수 : 1 초간에교류가양또는음으로되는수 O 실효값 : 직류와같은효과를갖는교류의평균값 (RMS ; Root Mean Square)

57 O 삼상회로

58 단상 (1 相 ) 과삼상 (3 相 ) 교류 ( 交流 ) 분전반의차이

59 단상은두가닥의전선으로공급된다. 3 상은기본적으로세가닥의전선으로공급된다. 즉세가닥이란두가닥의전선에 50% 의할증을한것 - 단상전력의공식 : P2 = V x I x cosφ 예,10KW= 220V x I x 100%, I[ 전류 ] = 10,000/220 x 1 = 45A - 삼상전력의공식 : P3 = 3 x V x I x cosφ 예,10KW = x 220V x I x 100%, I[ 전류 ]= 10,000/1.732 x 220 = 26 x 1 = 26A 단상과마찬가지로 3 상전력의공식은전압과전류를곱한값에역율 (Power Factor, 코사인파이로읽는다, 전압과전류의위상차의 Cosine 값 ) 을곱한것으로구한다.

60 단상과삼상회로가동일한전압, 전류의경우삼상은 50% 의전선할증으로 1.73 배즉 73% 의전력이증가하였으므로전선수의증가분 50% 를빼고도 23% 의전력이추가로증가되었다. - 이것이바로단상과삼상의효율의차이증명 3 상은단상보다전력효율이높다. 그러므로대전력을필요로하는공장또는대형상업시설등에적합 전동기의회전수는 n = 120 f/p 이므로주파수 60 hz, 2 극모터이면 120*60/2 = 3,600 rpm

61 O 변류기

62 O 변압기배선

63 O 단락

64 전기일반상식

65 전기의특성 1 전기는형체, 소리는물론냄새도없기때문에전기가 흐르고있는곳 ( 충전부 ) 을외관상으로는전혀확인할 수없다. 2 전기의속도는빛의속도와같이아주빠르므로사고 발생시에는판단에의해대피할만한시간적여유가없다. - 전체산업재해중전기재해가차지하는비율은 그리높지않으나심각한잠재적사고발생 위험요인을내포하고있다.

66 물과전기의비교

67 전기의흐름

68 전자기유도

70 전류의 3 가지작용 발열작용 : 전등, 전기다리미, 전기히터등에이용 자기작용 : 전기가내는힘의작용을응용, 전동기 화학작용 : 전기분해나전기도금에사용

71 전기고장및사고의영향 전기품질요소 : 주파수, 전압, 정전 요소별영향 : 주파수 선로차단, 회전기속도변동전압 기기성능저하, 수명단축정전 생상중단, 사회적혼란

72 전압왜형 종류원인지속시간 순간과전압순간전압강하정전고조파장해 - 낙뢰 - 전력계통개폐 - 수용가중부하운전 - 수용가측부하변동 - 전력계통고장 - 공급설비기능저하 - 전력계통단락 - 공급설비기능저하 - 수용가설비기능저하 - 불연속또는비선형전자식제어장치 - 스파이크 : ( μs ) - 서어지 : (16.7 ms이상 ) sec 1sec - 자동화시스템운영시 : (2 60sec) - 수동운전시 ( 제한없음 ) - 제한없음

73 감전사고시의응급조치요령 q 감전사고발생시의조치순서 첫째 : 사고자안전장소구출 의식 / 외상 / 출혈상태등확인둘째 : 인공호흡등응급조치실시 위조치와동시에 119등에구급신고등조치 q 심폐소생술, 인공호흡시술시소생율 - 1 분내실시 95% 소생, 4 분경과하면 50% 로떨어짐 인공호흡방법 : 익사자인공호흡법과동일

74 감전사고시의소생율

75 제 2 장전기안전과재해

76 전기안전 전기로인한사상재해나폭발재해또는 전기설비의고장이나사고를방지하고 전기를안전하게사용하기위한모든수단과방법을실천하는것 - 전기에대한안전교육, 전기설비의안전화, 전기설비의운전, 안전한작업방법습득

77 전기재해의종류

78 전기재해의종류

79 일반적인전기위험성 전기화재와감전재해 전기화재는우리나라에서발생하는여러화재원인중가장높은점유율 : 26% 내외 호흡정지, 심장마비, 근육이수축되는등의신체기능장해

80 인체의전기적특성 전격에의한인체실험이어렵고, 실험결과의검증이어렵다 인간의다양성, 재해당시의상황과변수 Þ 획일적으로정하기어렵다 인체의감전시그위험도는 통전전류의크기, 통전시간, 통전경로, 전원의종류에의해결정

81 전격전류와인체반응

82 심실세동시심전도와혈압

83 통전경로별심장전류계수

84 전압의영향

85 접지와감전

86 안전전압 별도의안전조치가없더라도감전의위험이없는전압 국가별 20~60 V 국제적으로 42 V 채택 우리나라 30 V ( 산업안전보건법 )

87 고압 / 특고압섬락현상

88 전기화상 ( 아크화상 ) 의특징 고열이국소적으로집중 아크에노출된국소부위로제한 화상의침투깊이가매우깊음 고열에의한조직의손괴정도가심함 손상부위의정상회복이어려움 아크에노출된피부조직은괴사상태로서치명적임 손상부위를절단하는과정을통해장애후유증이평생지속

89 감전사례계산예

90 인체의전기저항치

91 제 3 장위험요인의 제거

92 위험요인의제거 l 전기안전기초지식의보유 - 과거의재해발생원인파악 - 전기위험의안전한계 l 전기재해예방기본원칙 - 위험원의격리 - 위험성의제거및경감 - 이상조기검출 - 방호 - 비상대책수립

93 위험요인의제거방안 l l l l l l l l l 전기설비근원적결함제거전기설비의보완및개선대책전기설비의보전성확보휴대형및이동형기기의정비작업용안전장비정비전기설비의신뢰성향상전기기기의사용안전전기작업의안전작업자안전교육 l 전기사용시안전대책 ( 절연및습기 )

94 전기설비의안전대책 l 노출충전부의격리및폐쇄 - 옥외변전소의구획

95 전기설비의안전대책 l 전기설비주위작업공간확보

96 전기설비의안전대책 l 절연피복의강화 l 배선및이동전선의적합여부 l 절연용보호구의착용및방호구사용 l 안전작업계획수립 - 위험요인사전분석및제거, 안전교육, 감독실시 l 작업공간및조도확보 : 150 Lux

97 전기설비의안전대책 l 보호접지 l 안전장치의설치 - 누전차단기, 자동전격방지장치 l 이중절연구조의적용 l 비접지식전로의채용 l 안전초저압기기등의사용 ( 안전전압 ) l 기타적정용량의전기용품사용

98 누전차단기

99 누전차단기내부

100 누전차단기외형

101 자동전격방지장치

102 비접지식전로

103 인간공학적안전성확보 l 잠금장치및꼬리표부착 l 정전작업시의안전대책 - 전원을차단 - 전원재투입방지 ( 잠금장치 / 꼬리표 ) - 무전압확인 - 단락접지 - 모든절차의확인

104 잠금장치및꼬리표

105

106 인간공학적안전성확보 l 전선색상의통일 - 전기기구및상배치 좌우배치 : 좌에서 A, B, C, N 상 상하배치 : 상에서 A, B, C, N 상

107 인간공학적안전성확보 l 분전반색상구분

108 인간공학적안전성확보 l 배선의색상불일치

109 전기위험방지기법 l 설계ž계획단계에서의안전성확보 l 제작ž설치및공사단계에서의안전성확보 l 사용단계에서의안전성확보 l 지속적안전관리 - 3 E (Education, Engineering, Enforcement) - 4 M (Machine, Media, Man, Management)

110 분전반의문제점

111 분전반조치방안

112 분전반조치방안

113 분전반조치방안

114 < 표 1-1> 정전작업순서

115 < 표 1-2> 정전작업시조치사항 단계조치협의사항실무사항 작업전 1) 작업지휘자의임명 2) 정전범위, 조작순서 3) 개폐기의위치 4) 단락접지개소 5) 계획변경에대한조치 6) 송전시의안전확인 작업중 - 작업종료시 - 1) 작업지휘자에의한작업내용의주지철저 2) 개로개폐기의시건또는표시 3) 잔류전하의방전 4) 검전기에의한정전확인 5) 단락접지 6) 일부정전작업시정전선로및활선선로의표시 7) 근접선에대한방호 1) 작업지휘자에의한지휘 2) 개폐기의관리 3) 단락접지의수시확인 4) 근접활선에대한방호상태의관리 1) 단락접지기구의철거 2) 표지의철거 3) 작업자에대한위험이없는것을확인 4) 개폐기를투입해서송전재개 참고로국제사회안전협회 (ISSA) 에서제시하는정전작업의 5 대안전수칙은다음과같다. 첫째, 작업전전원차단둘째, 전원투입의방지셋째, 작업장소의무전압여부확인넷째, 단락접지다섯째, 작업장소의보호 115

116 정전작업시안전조치 1. 작업전전원차단 ( 개폐기 Off) 2. 전원투입방지 ( 잠금장치, 꼬리표활용 ) 3. 작업장소의무전압확인 ( 검전기사용 ) 4. 단락접지 5. 작업장소의보호 ( 충전부방호, 작업중표지판부착 ) [ 그림 1-3] 정전작업시안전조치

REVIEW CHART

Rev.6, 29. June 2015 보호및절연협조 2015. 06. 29 한국철도시설공단 REVIEW CHART 1 2 Ω 3 4 5 6 단락보호과전류방식 단락보호 지락보호비율차동방식 단락보호과전류방식 지락보호지락과전류 7 8 9 10 I inrush FLA 배at sec 11 12 I pickup Slope P I n 여기에서 I n 변류기 차정격전류