분전반, 배전반 등에 사용하는 질산칼륨 기반의 소공간 소화장치의 성능에 관한 기초 연구 - 소화메커니즘 및 A급 소화성능을 중심으로

Basic Research on the Performance of Small Space Fire Extinguishing Devices Based on Potassium nitrate used in switchboards, distribution boards, etc : Focusing on Fire Extinguishing Mechanism and Class A Fire Extinguishing Performance

분전반, 배전반 등 소공간(0.36 ㎥ 미만) 화재를 자동으로 소화할 수 있는 질산칼륨 기반의 소공간 소화용구의 소화메커니즘과 소화성능에 대한 객관적 자료가 없어 이에 대한 기초연구를 수행하고자 하였다. 전기적 요인의 화재통계분석을 통해 배전반 등의 화재 중요성을 확인하고자 하였고, 질산칼륨을 기반으로하여 열과 반응하는 소화메커니즘을 분석하고자 하였고, A급 소화시험을 통해 관련 변수들의 상호연계성을 알아보고자 하였다. 화재통계 분석을 통해 전기화재의 중요성을 확인하였고 배전반의 화재원인을 조사하였다. 구성성분을 조사하여 소화에 사용할 수 있는 안전한 물질임을 알았고, 화재발생 시 질산칼륨(KNO3)의 열분해로 응축 에어로졸 미립자인 탄산칼륨(K2CO3)를 생성하여 화재를 진압할 수 있음을 알 수 있었다. 배전반의 A급 소화시험을 통해 화재를 안정적으로 진압할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 화재통계 분석으로 전기적 요인의 화재원인이 가장 크며, 이중 단락과 절연열화에 의한 화재가 주요 원인임을 확인하였다. 2. 배전반, 분전반 등의 화재 위험성을 확인하였고 화재에 신속히 반응하여 진압할 수 있는 소공간용 간이소화용구의 설치가 필요함을 알 수 있었다. 3. 질산칼륨의 소화 메커니즘은 화재발생 시 질산칼륨(KNO3)의 열분해로 응축 에어로졸 미립자인 탄산칼륨(K2CO3)를 생성하여 화재를 진압함을 확인하였다. 4. A급 소화성능시험을 통해 소화지연시간, 중량 및 체적이 관계가 있음을 확인할 수 있었고 그 관계식은 로 표현할 수 있었고 소화를 위해서는 1 이상의 값이 필요함을 알 수 있었다.

As there was no objective date on the fire extinguishing mechanism and performance of potassium nitrate-based small space fire extinguisher that can automatically extinguish fires in small spaces (less than 0.36 ㎡) such as distribution boards and distribution boards, we attemped to conduct basic research on this. We sought to confirm the importance of fires in switchboards and other devices through fire statistical analysis of electrical factors, and analyzed fire extinguishing mechanisms that react with heat based on potassium nitrate. We also sought to determine the interconnectivity of related variables through Class A fire extinguishing tests. Through analysis of fire statistics, the importance of electrical fires was confirmed and the cause of fire in the switchboard was investigated. By investigating its composition, it was found that it was a safe material that could be used for fire extinguishing, and that in the event of a fire, the thermal decomposition of KNO3 produced condensed aerosol particles, K2CO3, which could extinguish the fire. Through the Class A fire extinguishing test of the switchboard, it was confirmed that the fire could be reliably extinguished. The following conclusions were drawn through this study. 1. Analysis of fire statistics confirmed that electrical factors were the biggest cause of fire and that fires caused among this short circuit and insulation deterioration were the main causes. 2. The fire risk of switchboards, distribution boards, etc. was confirmed, and it was found that it was necessary to install simple fire extinguishers for small spaces that can quickly respond to and extinguish fires. 3. The fire extinguishing mechanism of potassium nitrate was confirmed to extinguish the fire by generating condensed aerosol particles, K2CO3, through thermal decomposition of KNO3 when a fire occurs. 4. Through the Class A fire extinguishing performance test, it was confirmed that there was a relationship between fire extinguishing delay time, weight, and volume, and the relationship could be expressed as , and it was found that a value of 1 or more is required for fire extinguishing.