• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.30-38
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• 2019

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.

• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.727-730
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• 2023

전세계적으로 온실가스 및 미세먼지 저감을 위한 탄소중립 정책에 따라 전기차보급이 확대될 전망이다. 전기자동창의 운용은 열악한 환경에서 사용되고 충전과 방전 등을 거듭할수록 에너지밀도가 낮아지고 내부분리막의 손상등의 이유로 건전성이 떨어짐에 따라 차량의 주행거리가 줄고, 충전 속도가 느려지는 이유로 대략 5~10년 정도 사용한 배터리들은 폐배터리로 분류하며 이 같은 이유로 배터리 화재 및 폭발 등의 위험성이 높아 지게 됩에 따라 배터리의 진단 및 SOH의 추정이 필수적이라 할 수 있다. 배터리 SOH추정은 매우 중요한 요소로 현재는 배터리 충방전을 반복하면서 소요되는 시간, 온도, 전압을 측정하여 배터리의 상태를 평가하는데 정확도가 낮다. 불안정한 폐배터리를 다수의 반복적 충전과 방전을 통해 진단하는 과정에서 화재 및 폭발의 취약점을 보완하여 신뢰성이 높은 폐배터리의 상태데이터를 취득할 수 있는 기반을 마련하고 본 논문에서는 리튬이온 배터리의 SOH예측을 위해 테슬라 폐배터리를 이용한 방전 용량 측정을 바탕으로 획득한 데이터를 서포트 벡터 머신 기반으로 예측하고자 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제60차 하계학술대회논문집 27권2호
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• pp.241-242
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• 2019

4차 산업 혁명에 맞춰 빠르게 발전하고 1990년대부터 등장하기 시작했던 '인텔리전트 빌딩'이 다시 주목을 받고 있다. 센서와 컴퓨터가 내장된 사물들이 인터넷으로 연결되어 각종 서비스를 제공하여 환경을 변화시키고 삶이 편해지고 있다. 그럼에도 불구하고 편리함을 추구하는 기존 기술 들은 대기업들이 주를 이루어 관리를 하게 되고 있고 유지 보수비용이 많이 들어 스마트 기기에 능숙하지 않은 부분도 있어 본 논문은 보다 기존의 IOT 기술보다 유지 보수비용의 절감과 손쉬운 접근방식을 제공한다. 본 논문인 '구글 어시스턴트를 이용한 스마트 홈 제어'는 집 전체를 제어하여 조명, 냉난방, 환기 등을 조절하고 무단 침입자를 감지하며 경고음을 알려주는 것이다. 예를 들어 집 주인이 외출을 하였는데 가스렌지의 불을 안 끄고 나왔거나 조명을 안 끄고 나왔는데 집을 다시 들어가기 어려운 상황일 때 핸드폰으로 버튼 하나만 누르면 제어가 된다. 본 논문의 목적은 집안의 화재나 전기 요금절감을 위하고 편리한 삶을 추구하고자 개발 되었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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• pp.155-156
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• 2020

세상은 4차 산업 혁명 시대에 들어섰고 사회의 많은 부분들이 스마트화되었다. 이러한 기술들의 발전으로 집 안의 가전기기들을 태블릿 pc, 스마트폰 등을 통하여 장소와 시간에 구애받지 않고 관리할 수 있게 되었다. 하지만 모든 전자 제품들이 전력 사용량을 알 수 있는 것은 아니다. 그렇기에 대부분의 가정이 전력이 과소비되고 있는 것은 아닌지 외출 시 전열 기구의 전원이 제대로 꺼졌는지 등 이를 확인이 쉽지 않다. 본 과제물은 위의 문제를 해결하기 위해 아두이노로 라즈베리파이와 앱을 무선통신하여 '전력사용 확인이 가능한 전원제어 시스템'을 고안했다. 전력측정이 가능한 플러그를 사용하여 가전제품의 전력 사용량을 측정할 수 있으며 전원을 원격으로 제어할 수 있다. 또한, 터치스크린으로도 이것을 실시간으로 확인할 수 있으며, 애플리케이션과 같은 역할 수행이 가능하다. 이 기능으로 전력의 과소비 및 누전으로 인한 화재를 막고 전기세를 최대한으로 줄이면서 동시에 편리함을 증대 시킬 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.99-106
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• 2010

본 논문에서는 조명에너지 사용을 절감하기 위하여 설계된 자동 조명제어시스템에 전력선 통신(PLC : Power Line Communication)과 단문문자서비스(SMS : Short Message Service)를 적용한 개선된 자동 조명제어시스템을 구현하였다. 본 시스템은 자동 조명제어장치와 함께 재실감지센서에 의하여 화재나 침입자 발생 시 경고음 뿐만 아니라 관리자나 사용자에게 경고 메세지를 전송하여 2차 사고를 예방할 수 있도록 설계되어 있다. 또한 본 논문에서는 전력전송을 위하여 설치된 기존의 전력선에 데이터를 실어 보냄으로써 신호선과 전원선의 통합하여 조명 제어를 위하여 사용되는 라인의 수를 획기적으로 줄이는 개선된 자동 조명제어시스템을 제안하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.53-62
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• 2017

경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐 각 사용처의 특성을 고려하여 전력공급이 이루어지고 있으며 변압기는 본체, 권선, 절연유, 부싱등의 구조로 결합되어 있다. 변전소에서 발생하는 변압기화재는 가구와 상업시설등에 전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는 1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을 차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상 유지물질과 기계적 화염차단장치를 적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제 부싱 및 프렌지규격을 적용하여 제작된 변압기모형에 부싱방화구조체를 설치하여 실규모 화재실험을 수행하였다. 초기화염으로부터 3초내에 정확한 위치와 높이에 부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.85-99
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• 2024

수소전기차의 보급 확대가 빠르게 이루어지며 수소충전소의 모델 또한 다양화되고 있다. 이에 따라 종류별 수소 충전소의 안전에 대한 이슈가 대두되고 있다. 본 연구에서는 승용·버스·트럭 등 다차종 동시 수소충전이 가능한 수소 스테이션의 정량적 위험성평가를 진행하였다. 정량적 위험성평가에 범용적으로 사용되는 Gexcon 사(社)의 Effects&Riskcurves Software를 활용하여 수소 누출에 따른 화재, 폭발 등의 시나리오를 부여하였다. 이를 통해 복사 열, 폭발 과압에 의한 피해 영향 거리를 계산해냈으며, 주변 건물 및 인구에 미치는 위험도를 측정하였다. 피해 영향 거리가 가장 크게 나타난 것은 충전설비 및 고압 압축가스 설비의 화재 및 폭발이었으며 개인적 및 사회적 위험도에 가장 크게 기여한 설비는 고압 압축가스 설비로 나타났다. 이에 따라 충전설비 및 압축가스 설비에 대한 안전거리를 보수적으로 책정하며 적절한 방호조치를 설치한다면 수소 누출 사고 발생 시 인적·물적 피해 최소화에 기여할 수 있을 것으로 검토된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.171-180
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• 2023

수소에너지 기술은 4차 산업 시대에서 주목받는 중요한 분야로 수소와 산소를 활용하여 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 이 기술을 군사 차량에 적용할 경우, 온실가스 감소, 무소음, 저 진동 및 낮은 발열량의 효과로서 군사적으로 전략적 이점을 얻을 수 있어 다국에서 수소 군사 차량을 위한 연구 중이다. 우리나라 또한 미래 군사 차량에 수소를 적용하고 소형화 및 AI를 통한 스마트화 시키는 미래전을 대비한 전략인 Army Tiger4.0 계획을 수립하였다. 또한 국방부는 군용 수소충전소 설치에 따라 군 내 수소차 보급에도 탄력이 붙을 것으로 예상하여 환경부와의 협력으로 군용 수소충전소를 전국적으로 확충하기 위한 계획을 수립하였다. 하지만 수소는 화재와 폭발 위험물질로 안전한 충전소 구축과 효과적인 관리를 위한 체계적인 제도가 필요하다. 현재 군에서는 지정한 수소충전소 시설의 분류와 설치 조건을 군 시설 설계지침서를 통해 확인하였다. 그 결과, 충전소는 주유 시설로 분류되며 인접 건물과의 최소 안전거리를 2m 이상으로 이격시키는 것만 명시되어 있을 뿐 안전거리에 대한 그 외의 내용은 명시되지 않았다. 폭발의 규모가 큰 수소의 특성을 고려하여 과학적 기법을 통해 사고 피해 범위를 정량적으로 파악하고 피해 거리 밖으로 최소 안전거리를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.588-594
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• 2020

이 연구에서는 철근콘크리트 건축물의 슬래브에 대해 화재 후 잔존 구조성능을 상온 시 내구성 진단과는 다르게, 고온특성을 보다 정확히 평가하기 위하여 전기로를 이용 800 ℃까지의 가열실험을 수행하였고 가열 전 후의 잔존 구조성능을 반발경도법과 초음파속도법 등의 비파괴 검사와 아울러 진동실험으로 구한 고유진동수로 처짐계산에 사용되는 강성을 평가하는 기법을 제안하였다. 반발경도를 이용한 압축강도 평가에서는 두꺼운 두께와 물/시멘트비(W/C)가 큰 실험체의 잔존 압축강도가 크게 나타났다. 콘크리트를 투과하는 초음파속도로 상온 대비 고온수열 콘크리트의 균질도를 평가하였으며 W/C와 부재 두께의 차이는 초음파 속도법의 결과에 큰 차이가 없는 것으로 판단되었다. 화재 피해 슬래브의 처짐 증가에 영향을 미치는 강성을 평가하기 위한 기법으로, 진동실험에 의해 고유진동수를 측정하고 이를 강성과의 관계식에 대입하였으며, 이를 슬래브 실험체에 적용해 본 결과 매우 합리적인 평가기법이 될 수 있음을 보여주었다. 또한, 고온 수열 후 부재의 잔존강도를 평가하기 위해 가열중과 가열 후 가력실험을 수행한 결과 800 ℃ 내력은 상온의 부재 내력에 비해 22%의 감소를 나타내었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.63-70
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• 2024

Lithium-ion batteries (LIB) are widely used in various sectors, such as transportation (e.g., electric vehicles (EV)) and energy (e.g., energy storage facilities) due to their high energy density, broad operating temperature (-20 ℃ ~ 60 ℃), and high capacities. LIBs are powerful but fragile on external factors, including pressure, physical damage, overheating, and overcharging, that cause thermal runaway causing fires and explosions. During a LIB fire, a large amount of oxygen is generated from the decomposition of ionogenic materials. A water fire extinguisher that helps with cooling and suffocating must be essentially required at the same time. In fact, however, it is difficult to suppress LIB fires in the case of EVs because a LIB is installed with a battery pack housing that interrupts direct extinguishing by water. Thus, this study aims to investigate effective fire extinguishing measurements for LIB fires by using an EV. Relevant documents, including research articles and reports, were reviewed to identify effective ways of LIBs fire extinguishing. A real-scale fire experiment generating thermal runaway was carried out to figure out the combustion characteristics of EVs. This study revealed that the most effective fire extinguishing measurements for LIB fires are applying fire blankets and water tanks. However, there is still a lack of adequate regulation and guidelines for LIB fire extinguishment. Taking this into account, developing functional fire extinguishment measurements and available regulatory instruments is an urgent issue to secure the safety of firefighters and citizens.