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[전기설비 안전관리 요령 ③] 아크 용접기의 시설방법과 사용상 유의사항

2016-04-01

[전기설비 안전관리 요령 ③] 아크 용접기의 시설방법과 사용상 유의사항 건설공사에서는 강재, 철골, 마무리용 철물(finish hardware) 등을 시공할 때 각각의 용도에 따라 다양한 용접기를 사용한다. 공사 진척에 따라 건설현장 곳곳에서 진행되는 용접작업은 작업 시 큰 전류를 필요로 한다. 이 때문에 대용량 전원설비를 시설하여 현장 내 각소에 설치된 용접기에 급전(給電)이 실시되고 있다. 급전에 있어서는 안전성, 시공성, 경제성을 충분히 고려한 배선계획을 실시하고, 연속 사용하는 대형 용접기에 대해서는 최대전력(디맨드)에 미치는 영향이 크다는 점을 고려해 공정(급전)계획을 검토할 필요가 있다. 본고에서는 특히 철골조 빌딩 건축공사의 사례를 들어 아크 용접기의 시설방법을 알아보고, 나아가 감전재해 및 화재사례를 중심으로 안전상의 유의사항을 소개한다. 정리 편집부 건설현장에서 사용하는 아크 용접기의 용도 및 사양 대표적인 용접기의 용도와 일반적인 사양을 아래에 소개한다. 교류 아크 용접기 건설현장에 널리 보급되어 있으며, 강재의 용접 등 비교적 큰 전류를 필요로 하는 용접작업에 사용한다. 직류 용접기 바닥재 데크 플레이트 및 마감 내장재 등 비교적 판두께가 얇은 재료의 용접작업에 주로 사용된다. 교류 아크 용접기에 비해 콤팩트하다. 철골 용접기(반자동 용접기 또는 CO2 용접기) 고층빌딩 등의 철골 용접작업에 사용된다. 구조체의 용접은 높은 정밀도와 품질이 요구되기 때문에 전압 및 아크를 안정시키기 위한 자동제어기능이 있다. 스터드 용접기 바닥 콘크리트 및 철골을 일체화하는 스터드 듀벨을 용접으로 양상(梁上)에 설치할 때 사용된다. 아크 용접기의 시설방법 급전방법 부하설비공정표 작성 시 각종 용접기의 사용대수를 파악하여 수변전 설비(큐비클)를 계획한다. 큐비클에서의 급전은 간선계통도를 작성하여 계획하고, 공사 진척에 따라 간선케이블을 배선한다. [사진 7]에 건설 중인 건물 내부에 설치한 변전소의 전경을, [그림 1]에 간선계통도의 예를 나타냈다. 교류 아크 용접기, 직류 용접기 등의 소형 용접기는 작업원이 들어 나를 수 있고 용량도 적다. 따라서 구내 곳곳에 설치한 공사용 분전반을 통해 전동공구나 송풍기 등의 기타 부하설비와 공용하여 전력을 공급한다.([사진 8] 참조) 한편, 철골 용접, 스터드 용접 등의 대형 용접기는 용량이 크기 때문에 단독으로 전용간선을 배선하여 급전한다.또 고층빌딩에서는 공사 진행에 따라 용접기 본체를 위층으로 이동시킬 필요가 있는데 본체가 무겁고 작업원이 인력으로 운반하기가 어렵기 때문에 여러 대를 전용 가대에 탑재해두고 크레인에 매달아 위층으로 이동시키는 경우가 많다.([사진 9] 참조) 이때 간선케이블의 연장은 케이블 드럼4)에 필요한 길이만큼의 케이블을 준비해두어 이동 시 형편에 따라 필요분을 끌어내는 방법이 채용되기도 한다. 이러한 간선은 철골공사가 끝나고 나면 불필요한 것이 되지만 대형 크레인 해체용의 소형 크레인, 기본설계 설비의 시운전 등 차후 필요한 동력부하의 전원용 간선으로 활용함으로써 효율적인 전용(轉用)을 도모하고 있다.건설공사에서는 전용(轉用) 및 이설(移設)이 종종 발생하므로 간선케이블(CV-T)은 작업성을 고려하여 150sq 이하의 규모로 계획하는 것이 바람직하다. 각종 용접기의 사용기간과 계약전력 [그림 2]에 철골조 건물의 공사진척에 따른 계약전력과 각종 용접기별 사용기간의 관계를 나타냈다. 대체로 2년 정도의 건축공사기간에 있어서 최대전력(디맨드)은 일반적으로 공사 중반기의 철골·지상구체공사가 한창일 때 최대(피크)가 된다. 이는 큰 전력을 사용하는 철골 용접기, 스터드 용접기의 사용에 기인하는 바가 크다. 일반 건물의 건축공사에서는 최대전력(디맨드)이 500kW를 초과하지 않기 때문에 전력회사와의 계약은 실량제가 적용된다.(단, 대규모 공사에서는 500kW를 초과하는 경우도 있다) 이에 따라 이동용 발전기 등을 일시적으로 도입하여 디맨드의 피크컷을 실시하는 등 계약전력을 낮추는 것이 비용면에서 유리할 때도 있다. 전술의 부하설비공정표를 작성하여 비용을 시산한 후 판단하도록 한다. 사용상 유의사항 아크 용접기는 큰 전류를 연속해서 사용하기 때문에 감전재해 및 화재사고의 리스크가 높은 기기이다. 이하에 용접기로 인한 재해 및 사고사례를 소개한다. 용접봉에 몸이 닿아 감전된 사고(사망재해) 피해자는 발판 위에서 천정 경량철골 하지(下地)의 조립작업을 하고 있었는데 걸어 놓은 용접홀더와 단관 파이프 난간에 땀으로 젖은 몸이 접촉해 감전됐다.(상황으로부터의 추정) 아크 용접작업에 있어서는 위험성의 확인 및 올바른 취급법에 관한 교육이 필수적이다. 본 사례에서 특히 중점적으로 살펴봐야 할 안전사항은 다음과 같다. ① 땀이 나기 쉬운 여름철의 아크 용접작업에서는 작업복과 보호구(장비)를 자주 교체해준다. ② 작업 중단 시 반드시 용접홀더에서 용접봉을 떼어놓는다. 또한 용접작업을 안전하게 실시하기 위해서는 교류아크용접기용 자동전격방지장치의 정기측정을 실시하여 규정치대로 확실하게 동작하고 있는지 확인해두는 작업도 중요하다. 케이블 단자의 이완에 의한 화재 용접기 전원케이블 접속단자의 풀림으로 인해 화재가 발생한 사례를 [사진 10]에 나타냈다. 용접작업은 큰 전류를 연속해서 사용하기 때문에 단자의 이완은 발열, 발화의 원인이 된다. 특히, 건설공사에서는 용접작업 시 장소를 자주 이동하고 기기 본체 역시 이동을 반복하게 된다. 이 때문에 본체 파손 및 단자의 이완, 케이블 손상 등이 발생하기 쉬어 화재 및 감전재해의 발생 위험도 상당히 높아지게 된다. 따라서 일일점검을 반드시 실시하고, 열화진단 및 유지보수 관리를 철저히 할 필요가 있다. 미주전류에 의한 화재 용접전류가 예상치 못한 곳으로 흘러(미주전류), 덕트 설비의 재료가 발화한 것으로 추정되는 사례를 [사진 11]에 나타냈다. 원래 용접작업에서는 용접기 출력의 2개의 케이블(귀선 클램프 측, 용접홀더 측)을 모두 용접개소까지 배선하고 용접 대상물을 전기적으로 확실하게 접속하는 것이 원칙이다. [그림 4]에서 보이는 바와 같이 해당 사례에서는 귀선 클램프 측 케이블을 건물 외부에 설치한 공사용 분전반 근처의 철근에 고정시킨 채 용접홀더 측만을 용접개소로 이동시켜 작업을 하는 바람에 용접전류(미주전류)가 덕트로 흘러들어가 가열되면서 발화한 것으로 추정된다. < Energy News >