|
전기화재, 이제 안녕!
==============================================
이 글은 2022년 ‘제46회 전국초-중학생 발명글짓기-만화공모전’에서 전국경제인연합회 회장상을 수상한 남악초등학교 6학년 이수아 학생의 글짓기로서 한편의 발명동화처럼 흥미롭다. 그래서 발명동화로 소개하기로 했다.
‘왕연중의 발명동화’ 275~281번째 소개된 우리나라 최초 전국 초-중학생 대상‘발명 사상 앙양 – 보급 제1회 작문 현상모집 수상 작품집’에 실린 글과 함께 볼 수 있도록 303째에 소개하기로 했다.
제1회와 제46회 수상작품을 함께 읽으며 큰 도움이 되기를 기대해 본다.
여기에 소개된 제1회와 제46회 글의 주인공이 연락을 주신다면 제가 쓴 책에 사인을 하여 보내드릴 것을 약속한다.
===============================================
작년에 어느 쇼핑몰 물류센터에 화재가 일어났다는 이야기를 들었다. 온라인으로 물건을 거의 사지 않는 나도 아는 큰 기업이었다. 6일이나 걸려서 불을 끈 큰 화재였는데, 원인은 멀티탭 콘센트에서 발생한 불꽃으로 인한 전기화재였다고 한다.
콘센트에서 자주 일어나는 전기불꽃으로 인한 화재는 전기화재 중 무려 80%의 비중을 차지한다고 한다. 매일 쓰는 멀티탭을 전기화재 걱정없이 안심하고 쓰고 싶어서, 일 년 동안 연구한 끝에 드디어 나는 발명품 아크바바(Arch Bye Bye)를 완성했다.
아크란 높은 전압에서 낮은 전압으로 전기가 이동하면서 높은 열에너지가 발생해서 터져나오는 불꽃인데, 아크로 인한 화재를 막으려면 일단 차단기부터 이해해야 한다. 전지, 전선과 스위치로 이루어진 회로에서 스위치를 누르면 모든 전기회로가 연결되어 전기가 흐른다.
그런데 전선이 감당할 수 있는 것보다 높은 전압으로 전기를 보내면 전선에 과부하가 일어나 타게 된다.
이 과전류로 인한 화재를 막으려면 차단기를 쓴다. 차단기에는 도체에 구리를 감아 만든 전자석이 들어가는데 고압 전류가 흐를 때 강한 자기장이 발생하면서 전자석 근처의 도체를 잡아당긴다.
잡아당긴 도체가 스위치를 끄도록 누르도록 하면 전기회로 연결이 끊어져 전기가 끊어지는 것이다.
하지만 이런 차단기로는 아크로 인한 화재를 막지 못한다. 번개처럼 공기를 통해 이동하는 전기는 전기회로를 막아도 아직 이동할 수 있기도 하고, 과전류 없이 불꽃만 튀는 경우에는 이를 막는 기능이 없기 때문이다.
아크바바는 불꽃을 감지하고 차단기를 내리는 한편 공기 중에 떠있는 전기를 흡수하기 때문에 기존 차단기와는 달리 전기화재를 확실하게 줄일 수 있는 발명품이다.
아크바바는 크게 세 가지 기능으로 구성되어 있다.
먼저 불꽃을 감지하는 기능이다. 보다 정확하게는 불꽃이 튀어 전류가 일정하게 흐르지 않는지를 체크한다.
정상 전류량보다 50% 많게 발생하거나 불꽃이 튀어서 전기회로 외부로 전류가 흘러 0.001초 내에 전기회로 내의 전류량이 20% 이상 줄어드는 경우 문제가 생겼다고 감지한다.
두 번째 기능은 스위치를 내려 전기를 차단하는 것이다. 감지기에서 문제가 생겼다고 인식하면 도체에 구리를 감아 만든 전자석에 예비전력을 흘려보내 전자석의 힘을 강하게 하여 차단스위치를 내려 전기를 차단한다. 기존 차단기는 전자석에 구리를 감는 방식이었는데 아크바바는 구리보다 잘 끊어지지 않아 더 촘촘히 감을 수 있는 탄소나노튜브를 감아서 차단스위치가 내려갈 때까지 총 0.03초밖에 걸리지 않는 것이 특징이다.
일반적으로 폭발까지는 0.2초가 걸리고, 기존 가장 빠른 차단기는 0.05초였다고 하니 무려 0.02초나 단축한 것이다.
마지막 기능은 공기 중에 떠다니는 잔여전기를 흡수하는 것이다. 공기 중의 열과 전기를 흡수하기 위해 여러 장의 도체를 일정한 간격을 두고 배치한다. 이 도체는 공기 중의 전기를 흡수한다. 도체가 붙어있으면 새로운 전기회로가 되어 공기 중의 전기를 흡수하는 효과가 떨어지므로 도체끼리는 떨어진 상태로 고정되어야 한다.
각 도체는 절연체로 고정한다. 고무에 각 도체를 붙이고, 고무를 플라스틱에 파인 홈에 걸어서 단단히 고정시키면 공기 중의 전기와 열은 도체가 흡수하고, 도체의 열과 전기는 절연체에는 전달하지 못하므로 그대로 도체가 보관하고 있다가 전기가 차단된 이후에 서서히 공기로 다시 내보내는 원리이다.
아크바바는 기존 차단기에 비해서 센서, 예비전력선, 탄소나노튜브, 도체 몇 개만 더 들어갔기 때문에 싸게 팔 수 있어서 기존 차단기를 금방 대체하게 되었다.
전기화재는 건물에서 많이 일어나는지라 매연으로 인해 사람들의 목숨이 위험한 경우가 많았는데 이제는 전기화재의 주요 원인이었던 아크로 인한 화재가 줄어들어서 조금이라도 더 안전해졌다. 발명할 때 꼭 이루고 싶었던 목표처럼 이제는 아크, 바이바이이다.
|
왕연중의 발명동화
Designed by DOWON.NET