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Int J Fire Sci Eng > Volume 33(2); 2019 > Article
Fire Science and Engineering 2019;33(2):30-38.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2019.33.2.030    Published online April 30, 2019.
전계해석과 기체방전 이론을 기반으로 한 Polyvinyl-Chloride-Sheathed Flat Cord 표면의 트래킹 진전 메커니즘
임동영, 박혜리, 지승욱
1현대공업고등학교 조선플랜트전장과
2한양대학교 전기.생체공학부
3강원대학교 소방방재학부
Tracking Propagation Mechanism on the Surface of Polyvinyl-Chloride-Sheathed Flat Cord based on Electric Field Analysis and Gas Discharge Physics
Lim Dong-Young, Park Herie, Jee Seung-Wook
1Department of Shipbuilding Plant and Electric Apparatus, Hyundai Technical High School
2Division of Electrical and Biomedical Engineering, Hanyang University
3Dept. of Fire Protection Engineering, Kangwon National University
요약
전기 화재의 주요 원인 중 하나인 트래킹은 전기적 방전에 의한 물리적 현상으로 인식된다. 따라서 트래킹은 전계해석, 전자생성에 의한 도전성 경로, 기체방전이론을 기반으로 설명되어야 한다. 하지만, 이러한 사항을 반영한 연구논문은 드물다. 본 논문은 트래킹 진전에서 그들의 영향을 포함한 트래킹 진전 메커니즘을 제안하였다. 그 메커니즘의 제안을 위해, 트래킹 실험, 탄화진전 모델에 대한 전계해석, 연면방전 이론을 적용한 트래킹 진전과정에 대한 설명이 수행되었다. 트래킹 모의실험으로부터, 코로나 방전에서 트래킹 파괴까지 트래킹 진전의 각 단계에서 전류파형이 측정되었다. 전계해석은 탄화의 발생과 진전과정동안 건조대 표면의 전계와 전자생성을 위한 고전계 영역을 파악하기 위해 수행되었다. 본 논문에서 제안된 트래킹 메커니즘은 코로나 방전에 의한 전자사태, 양이온의 축적, 전자사태의 확장, 2차 전자사태, 스트리머, 도전성 경로에 의한 트래킹 파괴의 6단계로 구성된다. 트래킹 모의실험에서 측정된 펄스성 전류파형은 제안된 트래킹 메커니즘에 의해 설명될 수 있었다. 본 연구 결과는 화재의 원인인 트래킹을 검출하고, 내트래킹성을 높이는 데 필요한 기술 자료가 될 것이다.
Abstract
Tracking, which is one of the main causes of electrical fires, is perceived as a physical phenomenon of electrical discharge. Hence tracking should be explained based on electric field analysis, conduction path by electron generation, and gas discharge physics. However, few papers have considered these details. This paper proposes a tracking mechanism including their effects on tracking progress. In order to prove this mechanism, a tracking experiment, an electric field analysis for the carbonization evolution model, and an explanation of the tracking process by gas discharge physics were conducted. From the tracking experiment, the current waveforms were measured at each stage of the tracking progress from corona discharge to tracking breakdown. The electric field analysis was carried out in order to determine the electric field on the surface of a dry-band and the high electric field region for electron generation during the generation and progress of carbonization. In this paper, the proposed tracking mechanism consisted of six stages including electron avalanche by corona discharge, accumulation of positive ions, expansion of electron avalanche, secondary electron emission avalanche, streamer, and tracking by conductive path. The pulse current waveforms measured in the tracking experiment can be explained by the proposed tracking mechanism. The results of this study will be used as the technical data to detect tracking phenomenon, which is the cause of electric fire, and to improve the proof tracking index.
Key Words: Tracking phenomenon, Tracking mechanism, Scintillation discharge, Electric field, Gas discharge
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