금속으로 된 문손잡이를 잡을 때, 스웨터를 벗을 때, 심지어 오래간만에 만난 친구와 반갑다고 손을 맞잡을 때에도 '찌지직'하는 소리와 함께, 우리의 행동보다 먼저 찾아오는 불청객이 있다. 이 불청객 덕분에(?) 손끝은 찌릿찌릿하고, 머리끝은 쭈뼛쭈뼛한 경험을 매년 겨울이면 맛본다. 바로 유독 겨울철에 기승을 부리는 정전기다. 짜증나고 불쾌하긴 하지만 생명에 지장을 주는 정도는 아니다 보니 불편을 감수하는 선에서 대수롭지 않게 여기는 것이 보통이다. 그러나 이러한 의식이 산업 생산 현장에 자리 잡고 있는 것은 곤란하다. 가연성물질을 취급하는 곳이라면 더더욱. 정전기로 말미암아 발생한 폭발 · 화재 사고는 여전히 우리 주변에 산재해 있다. 본지는 겨울철 기획 연재를 준비하며 첫 주자로 '정전기'를 소개하고 정전기에 기인한 화재 실태와 대책을 알아본다.

전기 관련 업종에 종사하는 사람에게 정전기는 어쩌면 그리움을 동반한 단어일지 모른다. 전기를 공부할 때 가장 처음 배우는 것이 정전기며, 점전하를 기초로 기본이 되는 정리와 법칙이 많이 제시되기 때문이다. 가우스의 정리(Gauss' Theorem)나 쿨롱의 법칙(Coulomb's Law)이 대표적이며, 많은 예제를 푼 경험이 있을 것이다. 그러나 실제 업무에서 회로 계산은 해도 정전기를 떠올리는 일은 좀처럼 없지 싶다.
그렇지만 정전기가 현실적인 문제로 부상하는 경우가 있다. 주로 화학 공장과 같이 가연성 물질을 취급하는 공정과 반도체 · 전자 장치 등을 제조하는 공정에서다. 정전기 방전으로 전자의 경우 폭발 · 화재가, 후자의 경우 반도체 파괴와 오동작이 발생한다. 여기서는 주로 폭발 · 화재 방지 관점에서 정전기 현상, 화재 실태, 예방 대책을 설명한다. 반도체 · 전자 산업에서도 정전기 대책은 기본적으로 동일하다.

정전기 발생과 대전
일상생활에 사용하는 전력은 발전소에서 만들어 지지만, 정전기는 주변 모든 장소에서 발생한다고 해도 과언이 아니다. 산업 공정에서 발생하는 정전기는 전류로 따지면 아무리 커도 수㎂에 지나지않으나, 어떤 조건 아래서는 긴 시간 물질에 잔류해 전기적인 영향을 미친다. 이 상태를 '대전帶電'이라고 한다. 다양한 정전기 발생과 대전 중 중요한 것 몇 개를 소개한다.

마찰 정전기｜마찰 정전기는 서로 다른 종류의 물체가 접촉했다가 떨어질 때 발생하는 정전기다.
가깝게는 옷을 벗을 때나 카펫 위를 걸을 때 발생하는 정전기가 여기에 해당한다. 원리 설명은 다음과 같다.

일본에서 발생한 정전기 사고 [상황] 이 사례는 원료를 반죽하는 공정에서 발생했다. 작업자가 장치 덮개를 열고 원료를 장치 안에 투입했을 때 화염이 발생해 급히 대피했다. 그 후 큰 소리와 함께 분진 폭발이 일어났다. 다행히 인명 피해는 없었으나 제조 설비와 건물이 크게 파괴되고 조업을 전면 중지했다. [원인] 절연된 발판 위에 올라 탱크에 원료를 투입할 때 인체가 대전됐다. 그때 접지되지 않은 인체(도체)와 탱크(도체) 사이에 불꽃 방전이 일어나 에탄올 증기에 불이 붙었다. 또한, 에탄올증기가 연소할 때 생긴 열 에너지로 인해 가연성 연료에도 불이 붙어 분진 폭발을 일으켰을 가능성이 높다. 덧붙여 에탄올의 최소 착화 에너지는 0.58mJ이지만, 인체의 정전 용량이 100~300pF, 대전 전위가 5㎸라고 하면 이것과 접지체 사이에서 일어나는 불꽃 방전의 방전 에너지는 계산상 1.9mJ이 되어 불이 붙는다. [대책] ① 도전성 재료를 사용한 원료 봉투를 쓰며, 봉투와 탱크는 확실히 접지한다. ② 인체에 대한 대전 방지로 정전 방지 작업복과 신발을 착용한다. 또한, 작업 바닥은 대전 방지 사양으로 한다(투입 작업을 하는 장소는 접지한 철판을 까는 정도로도 충분하다).