볼트풀림에 의한 터미널 블록의 접속부 발열 위험성 분석

Analysis of the Risk of Heat Generation due to Bolt Loosening in Terminal Block Connector Parts

본 연구는 산업현장에서 사용되는 분전반 내 터미널 블록의 탄화 사고를 예방하기 위한 목적으로, 전선 접속부볼트의 이상(Abnormal) 풀림 각도에 따라 변화하는 정상전류 및 과전류의 접속부 발열 위험성을 확인하고 열적 특성을 통해 위험성을 분석하였다. 이를 위하여 터미널 블록에 Resistance temperature detector (RTD) 센서 보드를 설치하여 실시간으로 터미널 블록의 발열 온도와 온도의 변화를 측정하는 새로운 기법을 적용하였다. 실험 결과 정격 전류가 작은 터미널 블록 모델의 발열 온도가 높게 나타남에 따라 부하전류에 따른 터미널 블록 용량 선정의 중요성을확인하였다. 또한 정격전류가 높은 터미널 블록의 정격 전류가 높을수록, 이상 풀림 정도가 클수록 탄화점이 빨라짐을 확인하였다. 이러한 발열 온도 모니터링을 통해서 실시간 발열 온도를 측정할 수 있었고 열적 분석을 통해서 단계별 위험수위 설정이 가능함을 확인할 수 있었다. 본 연구의 탄화 위험성 측정 및 분석 결과는 탄화로 인한 화재 위험성에 대한 응용 연구의 이론적 기초를 제공할 수 있다. 또한 본 연구에서 새롭게 적용한 온도 센서 보드를 활용한열화 측정 방법은 위험수준관리 및 전기적 접촉 불량으로 인한 화재 예방 활동에 광범위하게 적용 가능할 것으로사료된다.

In this study, the risk of heat generation due to normal and overload currents that vary with the abnormal loosening angleof wire-connecting bolts were identified. The risks were analyzed based on the thermal characteristics to minimize thecarbonization accidents of terminal blocks inside distribution panels typically used in industrial sites. We applied a methodfor measuring the heating temperature and temperature variations in the terminal blocks in real-time by installing aresistance temperature detector sensor board in the terminal block. The experimental results showed that the terminal blockmodel with a low-rated current exhibited a higher heating temperature, thus, confirming the need to select the terminal blockcapacity based on load currents. Additionally, the higher the rated current of the terminal block with a high-rated currentand the higher the degree of loosening, the faster the carbonization point. Such heating temperature monitoring enabledreal-time thermal temperature measurement and a step-by-step risk level setting through thermal analysis. The results of themeasurement and analysis of carbonization risks can provide a theoretical basis for further research regarding the risk offire due to carbonization. Furthermore, the deterioration measurement method using the temperature sensor board developedin this study is widely applicable to prevent fires caused by poor electrical contact as well as risk-level management.