[산업안전]전기감전과 접지

고용노동부지정 안전관리전문기관, 포유(FOR YOU)안전보건원 최치현                                                                                -기술사(화공안전,산업위생,식품), 산업안전 산업보건지도사, 위험물기능장, KOSHA- MS 인증심사원                                  - 031-858-6075, pmo3379@naver.com

 

제조업체 안전보건 명령진단 및 중처법 이행점검을 하기 위해 사업장을 방문하는 경우, 통상적으로 기계, 화공, 전기 및 보건 등의 분야별 전문가가 참여하여 현장의 주요 문제점을 도출하고 개선방안을 수립한다.

​그런데 전기안전 담당자는 전기실, 비상발전기실 및 분전반 등을 확인하여 충전부 노출여부 및 주요 기계설비에 대한 접지 상태를 중점적으로 확인하는 것을 볼 수 있다. 그리고 지적사항 및 문제점은 안전보건규칙 301조(전기기계기구 등의 충전부 방호), 302조(전기기계기구의 접지), 304조(누전차단기에 의한 감전방지)에 해당하는 것이 대부분이다.

전기기계기구의 취급작업

전기를 전공하지 않은 사람으로서 해당분야의 안전보건규칙을 이해하기 위해서는 기본적인 전기용어를 알아야 한다. 감전과 전격은 모두 영어로 'electric shock' 로 표현되며, 감전은 인체의 일부 또는 전체에 전류가 흐르는 현상을 말하고, 감전으로 인해 인체가 받게 되는 충격을 전격이라고 한다. 통상 감전은 안전사고의 형태로 보아 그냥 감전사고라고 부르며, 전격은 사고의 결과로 일어나는 현상이기 때문에 전기적인 재해의 일종으로 통칭하는 경우가 많다.

충전부 노출로 인한 감전사고(재해사례)

전압은 전기적인 위치에너지의 차이(전위차)이며, 정격전압은 제조사가 보증하는 사용 한도의 전압, 공칭전압은 선로를 대표하는 전압으로서 표준으로 정해지는 전압(220V, 380V 등)이다. 또 대지전압은 어떤 점과 대지 사이의 전위차이며, 절연은 전기에너지가 공급되는 전선, 전기기계기구, 설비의 충전부에서 원하지 않는 외부물질(건축물, 인체 등)로 누설되는 것을 방지하는 조치이다.

​접지는 전기설비의 금속제 외함 등과 대지사이에 전기적인 접속으로 대지의 전위와 같게 하는 것으로 피접지체, 접지선, 접지극으로 구성된다. 참고로 절연전항은 절연물질과 전선과의 저항값으로 클수록 좋으며, 접지저항은 전기기계기구 외함에 흐르는 전류를 감전보호를 위해 대지로 흐흐게 하기 위해 대지와 전선과의 저항값으로 작을 수록 좋다.

일반적인 전기계통도(저압)

단락(쇼트: short circuit)은 절연체가 전기적, 기계적 원인으로 열화, 노후되거나 절연이 파괴되어 전기회로의 선간에 저항이 극히 낮거나 전혀 없이 접촉하는 상태다. 여기서 저항이 낮거나 전혀없이 연결되었다는 것은 옴의 법칙에 의해 전류값이 매우 커지고, 그에 따라 순간적으로 대전류가 흐르면 이를 단락사고라고 부른다. 그리고 합선의 의미는 단락과 비슷하다. 전선의 도체 부분이 벗겨진 상태로 서로 전기적 접촉이 일어나면 접촉하는 부분에 과전류가 흐른다. 과전류가 생기는 이유는 단락과 마찬가지로 저항이 걸려있지 않아 옴의 법칙에 의해 전류값이 커지기 때문이다.

​일반적으로 단락과 합선을 구분하지 않지만 고압에서 사고가 발생하면 단락사고, 저압에서는 합선이라고 표현한다. 지락은 절연부분이 열화되어 충전부가 타 물체와 접촉하여 전기가 대지로 흐르는 상태로 누전과 유사한 개념이다.

​산업안전규칙 301조(전기기계기구 등의 충전부 방호)는 감전에 의한 전격재해를 방지하기 위하여 전동기·변압기·접속기·개폐기·분전반·배전반 또는 전로의 충전부에 외함 또는 절연덮개 등을 설치하라는 것이다. 여기서 '충전부'란 전기기계·기구의 도선, 권선, 접점, 단자, 금구부분 등 정상운전 및 작동 시에 전기를 통하는 통전 금속부분을 말한다.

​그런데 외함이 있는 분전반 내부 충전부에 아크릴판 등으로 절연덮개를 하는 것에 대해 논란은 있다. 많은 전기 전문가는 충전부에 절연덮개를 하는 것이 바람직하지만, 외함에 자물쇠 등으로 잠궈서 관계자 이외에는 열수 없다면 기준에 어긋나는 것은 아니라고 말한다.

안전보건기준에관한규칙 제 301조(전기기계기구 등의 충전부 방호)

전기재해는 감전, 화재,폭발, 정전기 및 낙뢰 등이 있으나, 그 중에서 감전(전격, electric shock)은 인체 일부 또는 전체에 전류가 흘러 발생하는 생리적인 현상으로 전류의 크기에 따라 근육의 수축, 호흡곤란, 심실세동 등으로 인해 사망하거나 추락, 전도 등 2차적 재해를 유발하는 현상이라고 정의된다.

​예방대책으로는 충전부 노출 금지, 접지실시, 누전차단기 설치, 이중절연구조의 전기기구 사용, 접지극이 있는 꽂음접속기의 사용 등이 있다. 특히 이동식 전기기계를 사용하는 경우, '외함→3심코드(접지선 내장)→접지형 플러그․콘센트→분전반 접지유도→대지접지(접지저항 100전Ω이하) 순으로 접지회로를 구성하여야 하며, 150V를 초과하는 곳에서 사용하는 이동식 전기기계기구에는 정격감도전류가 30㎃이하이고 작동시간 0.03초 이하인 누전차단기가 경유되도록 해야 한다.

이동식 전기기계기구 작업안전

302조(전기기계기구의 접지)는 누전에 의한 감전의 위험을 방지하기 위하여 사업주가 조치할 내용들이 포함되어 있다. 즉 접지해야 할 전기기계기구의 대상과 이중절연구조, 절연대 및 비접지방식의 전로 등에는 접지를 하지 않을 수 있다고 규정하고 있다.

​접지의 감전예방원리는 인체 통과 전류를 경감하고 누전차단기 동작회로를 구성함으로써, 누전으로 금속제 외함을 사람이 접촉하더라도 누전 전류의 대부분이 접지선 쪽으로 흘러버려 감전사고가 예방되는 것이다. 접지의 종류는 계통접지, 보호접지(외함)로 구분되며 보호접지는 감전보호접지, 낙뢰방지용 접지, 정전기방지용접지, 잡음방지용 접지로 세분화 된다. 참고로 기존의 종별 접지(1종, 2종, 3종, 특별3종)는 22년 KEC 규격 개정으로 현재는 사용되지 않는다.

접지의 중요성 : 접지로 인해 인체에 흐르는 전류는 80mA 이내로 제한함으로써 전격을 방지

금속제 외함 등에 접지사례

접지봉 매설 방법

이중절연방식

304조(누전차단기에 의한 감전방지)는 휴대용, 습윤장소 및 임시배선 등에 사용하는 전기기계기구에 대해 누전으로 인한 감전위험을 방지하기 위하여 누전차단기를 설치해야 함을 규정하고 있다. 누전 차단기는 누전(지락) 사고 시 전류가 인체에 위험할 정도로 흐르면 자동으로 전류를 차단하는 장치로 저압전로에서 감전사고와 전기화재 및 전기기구 손상을 예방한다.

누전차단기를 사용하는 이유

누전차단기 작동 원리

이외에 전기설비 등을 취급하는 작업자는 반드시 해당 자격을 소유해야 하며. 전압 75V 이상에서 정전 및 활선작업하는 경우 특별안전교육을 실시해야 하고, 안전보건규칙 제 318조에 따른 전기작업을 하는 경우 작업계획서를 작성해야 한다.

전기작업 작업계획서.pdf

2.43MB

상기와 같이 감전에 의한 산업재해를 예방하기 위해 충전부방호, 접지 및 누전차단기 중심으로 안전보건공단 교육자료를 이용하여 작성해 보았다.

​요약하면, 감전재해 예방 기본원리는 전류가 인체 내로 흘러 들어가지 못하게 하는 방법과, 만약 전류가 인체에 흘러 들어가더라도 다시 몸 밖으로 나오지 않도록 하는 방법이 있다. 감전재해 예방대책은 접지, 누전차단기설치, 자동전격방지기 설치, 전선의 절연, 충전부 방호, 이중절연구조의 전기기계 사용, 보호구 착용 및 젖은 손으로 조작금지 등이 있다.

감전재해 예방대책

포유(FOR YOU)안전보건원 소개

​