안녕하세요? 소망 김기사입니다.

주말 내 책교정을 마무리 짓고 다시 한주가 시작하는 월요일 아침. 소망 김기사와 아버지의 첫 출동 장소는 판교에 위치한 모 실내 골프장이었습니다. 이유는 에어컨 플러그와 콘센트가 녹아서 에어컨을 제대로 활용 할 수 없다는 것이었습니다.

현장에 가보니 의뢰자 분은  매캐한 타는 냄새가 나서 일단 에어컨 전원부터 껐고 불날뻔 했다고 무척 놀라셨습니다. 

에어컨 주변으로 가서 플러그와 에어컨 상태를 보니 일단 T자형 멀티탭을 사용하고 계셨습니다.

발열로 녹아버린 T자형 멀티탭
<출처 : 소망 김기사>

에어컨의 플러그는 그나마 무사했지만 T자형 멀티탭의 플러그 부분은 사진처럼 흉측하게 녹았습니다. 눌러 붙어 콘센트에도 잘 뽑히지 않았을겁니다.

발열로 녹아버린 3구 노출 콘센트
<출처 : 소망 김기사>

T자형 멀티탭을 연결하던 3구 노출 콘센트도 사용하지 못할정도로 녹았습니다. 그나마 의뢰자분이 타는 냄새를 느끼시고 서둘러 에어컨 전원을 끄셔서 더 이상 사고가 파급되지 않았지만 만약 그대로 두셨다면...?

일단 처참하게 녹아버린 플러그와 콘센트를 모두 제거 하였습니다. 

사실 소망 김기사는 이러한 사고 현장을 자주 목격해서 조금 무덤덤하지만 처음으로 당하시는 분들은 매우 당황하실겁니다. 더구나 차단기가 정상적으로 작동하지 않게 되니 더욱 심각하게 생각하시지요.

이러한 사고의 원인은 보통 전류량이 많은 전자제품(에어컨)의 플러그와 콘센트를 확실하게 접속 하지 않았기 때문입니다. 실제로 소망 김기사는 여름철에 이러한 사고 현장을 종종 가게 됩니다.

이 현장도 위의 사진에서도 보셨다 시피 노출 콘센트에 T자형 멀티탭을 연결 할 때 접속하기도 좀 애매해서 확실하게 접속을 안했기 때문에 이런일이 생겨난 것이라고 볼 수 있습니다. 비단 플러그와 콘센트 말고 모든 전기기기나 전선의 접속은 반드시 완전하게 되어 있어야 합니다. 이를 간과하고 대충 해서는 이렇게 사고로 연결 됩니다.

자, 그런데 무엇때문에 접속이 불안하다고 이렇게 플러그와 콘센트가 녹아내리고 화재가 날뻔한 위험이 있었을까요? 이를 이해하기 위해선 먼저 아산화동에 대한 것을 이해하셔야 합니다.

아산화동(亞酸化銅, cuprous oxide)이란 전류가 많이 흘러 열이 많이 발생하면 생기는 화학적 현상의 결과물입니다.  산화이구리라고도 하고 화학기호로는 CuO₂를 사용합니다. 구리는 열이 많이 발생하면 검은색으로 변하게 됩니다.전기를 많이 사용한 곳의 오래된 폐전선을 보면 본래 구리색의 도체는 사라지고 좀 꺼뭇꺼뭇하게 묻는걸 많이 보시지요? 이게 바로 아산화동입니다. 따라서 오래된 건물은 새로 전선을 싹 갈아주는게 전기안전을 위해 좋습니다.

깨끗한 구리도체와 아산화동이 증식된 구리도체
<출처 : Instructables>

 그리고 본래 온도가 높을수록 저항이 높아지지만 아산화동은 청개구리같이 온도가 높아지면 오히려 저항이 떨어집니다. 이렇게만 들으면 문제 될 것이 없어 보입니다. 

하지만 저항이 낮아질수록 전류는 더 많이 흐르게 되고 이로 인해 아산화동은 더욱 증식 됩니다. 아산화동이 증식되면 될수록 더욱더 전류는 많이 흐르게 되고 이는 과전류로 인한 화재로 연결됩니다. 실제로 전류가 흐르는 아산화동에 불에 잘 붙는 물질을 놓으면 불이 붙게 됩니다.

아산화동이 전기에 치명적인 것은 알겠는데 왜 전류의 열이 많이 발생해서 아산화동이 생길까요? 여러가지 원인이 있겠지만 크게 ①플러그 칼날의 손상 및 삽입 불량 ②단자 체결 부분의 이완 ③반단선 등이 있습니다.

하나하나 알아가보도록 하겠습니다.

불안전한 접속으로 인한 과열 모습
<출처 : 삼성방재연구소>

① 플러그 칼날의 손상 및 삽입 불량 - 플러그에서 콘센트 구멍에 직접 들어가는 부분을 '칼날'이라고 합니다. 이곳이 손상되었거나 또는 콘센트에 확실하게 삽입하지 않으면 접촉 불량이 됩니다. 전류가 전하의 이동하는 것인데 자유롭게 잘 이동을 하면 상관이 없지만 칼날이 손상되었거나 삽입이 불량하면 이동이 원활하지 않게 됩니다. 극단적인 예지만 자동차가 지나다니는 고속도로에 보수공사를 한다고 1차로를 막아버리면 자동차는 그만큼 밀리게 되고 속력이 떨어지게 됩니다. 자유롭게 갈 수 없는 상태가 되는 것이지요. 

마찬가지로 플러그 칼날이 손상되었거나 삽입이 불량하면 칼날의 접촉저항이 커지게 되고 이로 인해 전류가 잘 흐르지 못합니다. 그런데도 계속 전자제품은 돌아가기 위해 전류를 계속 달라고 하면 결국 이 접촉저항으로 인해 열이 많아지게 되고 아크(불꽃)가 생기기도 합니다. 열이 많이 발생하면 아산화동이 증식하게 됩니다. 아산화동 증식의 결과는...? 위에서 설명한데로 됩니다.

②단자 체결 부분의 이완 - 혹시 전기 안전 문구중에 이런 문구를 보신적이 있으시나요? '플러그를 뽑을때는 반드시 손으로 플러그를 잡고 뽑아라.'  무심코 코드 줄을 잡고 뽑지 말란 이야기입니다. 그 이유가 여기에 있습니다. 플러그를 뽑을때 코드를 잡아당기는 방식으로 뽑아버리면 콘센트 속의 압착 부분이 헐거워지게 됩니다. 이로 인해 체결 부분이 이완(느슨하게 됨)하게 되고 구리선 표면에 산화피복이 생기게 됩니다. 결국 불필요한 접촉저항이 증가되고 이는 온도가 상승되고 열이 수축되는 이유가 됩니다. 이후 산화피막이 진행되고 다시 접촉저항이 증가가 되고... 이를 반복적으로 하다보면 결국 열이 많이 발생하게 되고 아산화동이 증식하게 됩니다. 아산화동 증식의 결과는...? 위에서 설명한데로 됩니다.

③ 반단선 - 단선이란 전선의 구리도체가 완전히 끊어진 상태를 말하고 반단선은 단면의 일부가 접촉상태로 된 경우를 말합니다. 이는 보통 연선으로 된 플러그를 생길때 일어나는 일입니다. 앞서 말한대로 코드줄을 힘껏 잡아 당기면 연선 내부의 소선들이 일부 끊어지는 경우가 있습니다. 전체 소선중에 약 10%만 끊어져도 이후 나머지 소선들도 급격히 단선율이 증가한다고 합니다. 전선이 반단선이 되는게 왜 위험하냐면 본래 도체의 저항은 그 단면적이 비례하지만 반단선이 된다면 그쪽 부위의 저항이 커지게 되어 발열량이 커지게 됩니다. 이로 인해 아크가 생기게 되고 아산화동이 증식하게 됩니다. 아산화동 증식의 결과는...? 위에서 설명한데로 됩니다.

이번 포스팅에서 소망 김기사는 무슨 약빨았나 아산화동 증식 이야기만 하는 것 같네요. 그만큼 전기에 있어서 아산화동은 치명적인 녀석이기도 합니다.

그러나 앞서 설명한 것과 반대로 생각하시면 안전하게 전기를 사용할 수 있습니다.

즉, 플러그와 콘센트를 단단하게 연결하고 전기 작업시에도 전선의 체결은 완벽하게, 연선을 다룰때도 역시 조심스럽게 다뤄야 한다는 것입니다.

아울러 콘센트는 가능한 벽에 고정식으로 딱 붙어있는 것이 안전합니다. 잦은 진동으로 인해 접촉 저항값이 커지게 되면 열과 아크가 많이 발생하고 이로 인해 아산화동이 증식하게 됩니다...;;;

그냥 무심코 보이는 전기 안전 구호 일면엔 이런 사실이 숨겨져 있습니다. 지금이라도 에어컨 플러그가 콘센트에 단단하게  꽂아져 있는지 꼭 확인 하시기 바랍니다. 잘못되면 소망 김기사 같은 전기기술자가 출장 나가서 고쳐주고 돈받습니다. (그나마 이게 낫지 소방차가 출동하면... ㄷㄷ)

고맙습니다.