KR20050080075A - 맨홀뚜껑에서의 감전사고 방지방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

장마철이면 빈번히 발생하는 보행자의 도로상에서의 감전사망사고를 방지하는 대안으로서 내부전선을 실리콘 방수로 하고 맨홀뚜껑을 플라스틱카바로 교체하기로 하였다는 전기회사 측의 발표가 있었다. 많은 전기전문가들의 종합적인 연구와 판단으로 결정된 것인 줄 알지만, 본 발명은 맨홀뚜껑을 플라스틱으로 했을 때의 문제점을 밝히고 플라스틱과 똑 같은 효과를 가지면서, 플라스틱으로 했을 때의 몇 가지 단점이 본 발명에는 없으며, 플라스틱은 한 가지 기능 즉 맨홀속의 전선피복이 벗겨져서 종래의 주철맨홀 뚜껑하부에 닿았을 때에만 감전사고를 방지할 뿐이고, 맨홀속이 침수 되였을 때, 맨홀속의 전선피복 접속부에서 전류가 침수된 물로 흘러서 침수된 물이 맨홀뚜껑 위로 넘쳐서 도로 밖으로 흐를 때는 감전사고의 아주 위험한 결과를 초래하는데 이를 막는 기능이 없다는 것이 큰 단점이다. 본 발명은 위의 플라스틱뚜껑이 가지는 기능과 똑같은 기능을 가지면서 전류가 물을 타고 맨홀 밖으로 흘러서 인체에 감전되는 가장 위험한 사고를 방지하는 효과를 가지고 있는 데 특징이 있는 것이다.

모든 발명은 해결하고자 하는 문제점의 원인을 명확히 알아내야 그에 따른 해결 방법과 장치가 뒤따르기 마련이다. 그런데 이번의 사고들에 대한 발생 원인을 알아내는데 명확한 진단을 못한 상태에서의 궁여지책이 플라스틱맨홀뚜껑이라는 해결책으로 결정한 것이라고 본다. 발명은 남들이 원인을 못 찾아내는 것을 찾아내기만 하면 간단하게 해결할 수 있지만 원인을 알아내지 못하면 미궁으로 빠지는 것이다. 의학에서의 새로운 세균의 발견과 같다. 주전자 뚜껑에 구멍하나 뚫는데 많은 시간이 소요된 것과 같은 것이다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 종래의 주철맨홀뚜껑의 둘레받침대를 1종 접지로 하고 종래의 주철맨홀뚜껑 외곽 둘레에 복수개의 금속 통을 도로 위에 삽설하고 이 금속 통에 삽입하는 복수개의 고무마개가 하부에 달린 고무판으로 위 금속 통 속에 고무마개들이 삽입되게 끼워서 이 고무판이 주철맨홀 뚜껑을 덮는 것을 특징으로 하는 맨홀뚜껑에서의 감전사고를 방지하는 효과를 제공하는 장치이다.

Description

맨홀뚜껑에서의 감전사고 방지방법 및 장치{The Prevention Methode ＆ Equipment Of Electric Shock From The Manhole Cover}

본 발명은 주철맨홀 뚜껑 위를 걷던 보행자가 사망하는데 대한 방지하는 분야의 기술로서 맨홀뚜껑의 재질을 금속을 플라스틱으로 교체한다는 대안을 세운 것이 종래의 기술이다.

종래의 플라스틱뚜껑으로 한다는 기술의 채택이유는 맨홀이나 핸드홀(이하 맨홀이라 한다) 속의 전선케이블의 접속부위가 벗겨져서 주철맨홀뚜껑의 하부판과 접촉하여 이 충전전압이 보행자에게 심실세동을 일으켜서 감전 사망하는 것을 방지하는 것이라고 하였다. 그러나 이번의 사고들은 전기회사 사람들의 현장에서의 판단 말에 따르면 맨홀뚜껑을 열어보니 아무 이상도 없었다고 하였다. 따라서 이번 사고는 다음과 같이 해석할 수 있다. 폭우 시에는 맨홀 내부의 집수정에서 자동펌프가 퍼내는 우수의 양이 맨홀침수의 우수의 양에 미치지 못하여 일시적으로 맨홀내부에 우수가 꽉 차서 맨홀뚜껑까지 물이 차 있었거나 맨홀뚜껑 위로 맨홀내부의 물이 분출하고 있었고 맨홀내부의 220볼트의 전선접속부의 틈새에서 물을 타고 전류가 맨홀뚜껑 하부까지만 충전상태로 되어 있었거나 이것이 맨홀 위에서 흐르는 빗물을 따라서 통과하는 전류가 보행인을 공격한 것이다. 플라스틱뚜껑을 시설 했을 경우에, 맨홀내부의 우수가 넘치지 않고 플라스틱 뚜껑 하부에만 머무를 때는 효과를 제공하지만, 맨홀내부에서 전류가 흐르는 물이 맨홀 밖으로 넘쳐서 도로 위로 흐를 때는 아무런 효과도 없는 것이다. 물을 통하여 흐르는 전류는 맨홀뚜껑으로는 막지 못하기 때문에 효과적인 방법이 될 수 없다. 물속에서는 사람이 220볼트가 아니라 5볼트에서도 사망 할 수 있다. 2.5볼트로도 사람이 죽을 수 있는 것이 물속에서의 전류의 흐름이다. 물고기를 전기로 잡아 본 사람들은 잘 알 것이다. 그리고 플라스틱은 도로포장용의 중장비라던가 기타 운반체 등이 긁고 지나가면 때가 끼고 추잡해질 것이다. 이번 사고는 주민들의 얘기가 맞는 것이다. 전에는 이런 일이 없었는데 도로포장공사 하고나서 이런 일이 생겼다고 한 것이다. 왜 주민들의 말이 맞는가를 설명한다. 지구는 어스(EARTH)다. 우리 인간은 이 넓은 지구를 기준전압으로 하고 있다. 그래서 변압기의 한쪽단자를 땅에다 접지하여 "0"볼트로 하였다. 땅이 어스역할을 할 수 있는 것은 지구는 땅과 물로 되어있다. 땅이라고 다 어스가 되는 것이 아니다. 흙과 물이 어스로서 전기를 통하고 암석은 성분에 따라 전기를 안 통하는 암석과 통하는 암석으로 구분된다. 즉 땅이든 물이든 전류를 통과 시키는 것은 철분이 있기 때문이다. 씨멘트, 모래, 아스팔트와 물중에서 증유수는 전류가 안 통하는 부도체이다. 특히 아스팔트 속에는 타르라고 하는 것이 주성분이라서 분쇠기로 부순 자갈이 섞였어도 새로 포장했을 때는 전혀 전류를 통과시키지 못한다. 오래 세월이 흐르면 도로에 차가 다녀서 도로에 틈새가 생겨서 물이 스며들어서 비로소 어스기능을 약간 하게 될 뿐이다.

이번에 도로포장 하기 전에는 주철맨홀 둘레의 금속받침대가 아스팔트 두께 밑의 철분이 있는 흙과 어스가 되고 있었기 때문에 사망사고가 없었던 것이다. 옛날에는 없던 씨멘트 맨홀터널과 두꺼운 아스팔트 도로포장이 전 국토의 흙을 덮어 가고 있는 추세라서 전기회사는 이러한 부도체가 인간주변에 늘어가고 있는 것과 이로 인하여 전기가 인간의 생명을 았아가는 흉기로 변할 것이라는 예측을 못한 것이 아쉽고, 또 한 가지 가장 큰 문제점은 옛날에는 110볼트에 변압기의 단상 삼선식 중간단자를 접지하여 대지전압이 55볼트였기 때문에 감전 사고는 없었다. 그 후에 220볼트로 공급하면서 단상 삼선식으로 하여 중간단자를 접지해서 대지전압이 110볼트가 되었을 때만 해도 이런 종류의 감전 사고는 없었다. 지금은 단상2선식 220볼트로 하여 한쪽단자를 접지함으로서 대지전압을 220볼트로 올려놓았고, 옛날에는 전주가 목주였는데 그다음엔 콘크리트주(CP)로 바뀌더니 요즘은 가로등은 철주로 바뀌고 나서 많은 사람들이 이 철주 때문에 감전 사망하였다. 일본은 아직도 100볼트에 대지전압이 50볼트이기 때문에 도로상에서의 이러한 감전 사고는 안 일어나는 것이다. 하루속히 전기당국은 전주 등에 단상변압기 1대씩을 더 달아서 단상 3선식으로 하고 중간단자는 접지하여 대지전압을 110볼트로 하는 것이 감전사고방지를 위한 최상의 방안인 것이다.. 이것이 늦어질수록 앞으로 누가 다음 번 희생자가 될지 모른다. 다음번 희생자가 나 또는 내가족이라고 생각하면 소름이 끼치는 일일 것이다. 이번사망의 원인이 본 발명자의 위의 설명한 판단대로라면 플라스틱뚜껑보다 더 효과적이고 종래의 주철맨홀뚜껑을 철거하지 말고 그대로 두고도 보다 안전하게 하는 방안이 본 발명의 기술적 과제인 것이다. 이상의 원인설명으로서 기술적과제의 답의 반은 이미 설명된 것이다.

이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래의 주철맨홀뚜껑둘레받침대(3)의 조립용 구멍(5)을 이용 결선하거나 혹 이 둘레 받침대(3)에 용접하는 방법으로 하여 1종 접지를 하고, 주철맨홀뚜껑(4) 둘레의 도로에 복수개의 금속 통(6)을 삽설하고 이 금속 통(6)의 구멍을 막는 복수개의 고무마개(2)가 하부에 달리고 지름이 주철맨홀뚜껑보다 약간 큰 고무판(1)을 제작하여 고무마개(2)가 금속 통(6)구멍에 맞게 꽂아서 덮는 장치이다

기능에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래의 주철맨홀(4)과 주철둘레받침대(3)는 밀착되여 있고 1종 접지를 본 발명에 따라 하면은 맨홀 속의 전선 케이블에서 전류가 물을 통하여 흘러서 수위가 맨홀뚜껑 내부 높이에 도달하기 전에 맨홀뚜껑의 전위가 대지와 10오움 이하의 저항이고 물의 저항은 물속의 철분함량에 따라 다르고 물의 양에 따라 다르지만, 대략 적게는 수 킬로오움에서 많게는 수백킬로오움인데 빗물에 철분이 섞인 물의 전기저항을 4킬로오움의 낮은 수치로 가상한다고 할 때, 맨홀속의 케이블에서 새는 전기의 전압이 220볼트라면은 오움의 법칙대로 220v나누기4010ohm=54.8ma의 전류가 흐르고 주철맨홀뚜껑에 가해지는 전압은 10ohm나누기4010ohm곱하기22Ov=0.548v이다. 결국 주철맨홀뚜껑(4)과 주철둘레받침대(3)에 도달하는 물에서 219.452볼트가 전압이 강하되는 것이다.

따라서 이 위를 지나는 사람의 몸 상태가 물에 흠뻑 젖었다고 가상할 때 인체내부저항500오움의 10분지1까지 내려갔다고 하면 인체내부저항은 50오움이 될 것이다. 따라서 0.548v나누기50ohm은=0.0109A 즉 인체심장을 통하는 전류는 11밀리암페아 정도로서 사망에 이르는 심실세동을 일으키는 전류에는 아주 크게 미흡하여 안전한 것이다. 만일 3종접지를 했을 경우를 생각해 보자. 접지저항은 100오움 이하이므로 주철맨홀뚜껑에 가해지는 전압은 220V나누기(4000ohm+100ohm)=0.0536A=53.6mA. 100ohm나누기4100ohm곱하기220V=5.36V이다. 심장에 흐를 수 있는 최대전류는 5.36v나누기50ohm=0.107A 즉 107밀리암페어가 흐른다는 결론인데 이 상태가 0.5초 이상 지속되면 심장이 정지되는 심실세동이 일어날 수 있으므로, 3종접지로도 사망에 이르는 경우는 드물지만 가능한 1종접지를 원칙으로 한다. 인체저항은 손과 가슴의 저항은 120오움 정도이다. 좌측 앞발과 우측 가슴 간에 흐르는 전류에서 심실세동을 일으키는 최소전류는 140밀리암페어이다. 그런데 종래에는 통상적으로 생각이 잘못 되었던 것은 주철맨홀뚜껑은 바로 대지에 묻는 것이므로 이것이 씨멘트와 아스팔트는 어스역할을 못하는 부도체에 속한다는 것을 미리 생각 못하고 단순하게 주철맨홀뚜껑이고 이것의 몸체(둘레받침대)가 땅에 묻혔으니 어스 잘 되는 것은 의심할 여지도 없이 잘 되니까 라고만 고정관념을 가져왔기 때문에 이번과 같은 사고가 났고 해결책 또한 미흡한 결과를 초래하는 것이다. 땅에 묻힌 맨홀뚜껑 몸체(둘레받침대)를 1종접지하라고 하면 웃어넘기는 전기기술인도 있을 것이다. 고압도 아닌데 3종접지도 아니고 1종접지를 하라고 하니 미쳤다고 할 수도 있다. 그 이유는 일본은 대지전압이 50볼트인데 우리나라는 220볼트이기 때문이다. 생명안전이 우선이다. 더이상 이에 대한 설명은 필요치 않다고 생각한다. 본 발명을 실시하지 않은 종래의 통상적인 접지 안한 상태에서의 감전전류가 물을 통하여 흐를 때 인체에 미치는 영향을 비교하면 다음과 같다. 도로아스팔트를 새로 깔았을 때의 주철맨홀뚜껑은 접지저항이 수백킬로오움 이상이었을 것이다. 그 상태에서 비가 오니까 빗물이 도로 밑은 아스팔트를 새로 깔았으니까 흙으로 스며들지 못하고 도로 위를 멀리 흘러서 전주 옆의 어스선 기타 땅으로 통하는 곳으로 흐르고 이 빗물을 따라 흐르는 전류는 이 흐르는 과정에서 전압강하가 일어났을 것이다. 맨홀내의 전기가 새는 곳에서 물을 통하여 인체까지 도달하는 물의 저항을 10킬로오움이라고 가상하고 이 인체에서 어스까지의 접지저항을 100킬로오움이라고 가상했을 때, 220볼트의 충전전압은 인체가 서 있는 곳에는 10분의1인 200볼트가 인가되고 즉 한쪽 발은 이것을 밟고 다른 한쪽 발은 물이 흐르는 쪽이 아닌 쪽을 밟으므로서 200볼트의 충전전압이 한쪽발에 걸리고 다른 한쪽의 발을 통하여 새로운 전기통로를 이룸으로서 사람은 감전사망에 이르는 것이다. 이 때 인체를 통하여 흐르는 전류는 이번에는 인체저항을 50오움이 아닌 10배의 여유있는 즉 몸이 물에 젖지 않었을 때의 수치인 500오움으로 높혀서 계산하여도 200V나누기500ohm=0.4Amp 즉 400mmA가 흘러서 0.05초만에 심실세동이 일어나서 쓰러져 즉시 사망에 이르는 것이다. 앞서 계산한 것처럼 몸이 물에 젖은 상태로서 인체저항이 50오움이라면 4암페아 즉 4000밀리암페아가 인체로 흘러서 낙뢰사고와 같은 무서운 결과 즉 즉시사망에 이르는 것이다.

위에 심실세동 전류의 데이터는 국제전기표준회(IEC)의 발표에 의한 것이다.

이상의 설명과 같이 종래의 주철맨홀뚜껑몸체가 감전사고의 주범이 아니라는 것과,

땅에 묻은 주철맨홀몸체가 어스가 잘 되고 있다고 판단한 것은 잘못이라는 것을 발견함은 물론, 이 감전사고의 원인이라고 생각하는 주철맨홀뚜껑몸체를 1종접지로 하면 플라스틱맨홀이 해결할 수없는 물을 통하여 흐르는 전류의 전위를 맨홀내에서 소수점 이하로 낮춤으로서 더 효과적인 감전사고 방지를 성취한다는 방법을 입증하였다.

다음의 설명은 플라스틱뚜껑과 동일효과로서의 것으로서 종래의 주철맨홀뚜껑 상부를 양질의 고무판으로 덮어 고정하는 것이다. 고정하는 방법으로서 윗부분이 접시모양이고 중앙을 관통한 금속 통(6)을 도로 위의 주철맨홀 외곽둘레에 복수개를 삽설하고, 이 금속 통에 삽입 고정되게 하는 고무마개(2)가 하부 둘레에 복수개가 달린 고무판(1, 1')을 제작하여 주철맨홀뚜껑(4)과 이의 둘레받침대(3)를 덮어서 차나 보행자가 고무판(1, 1) 위를 밟고 지나가게 하는 장치이다.

종래의 주철맨홀뚜껑은 많은 감전사고를 발생시켰고,

이의 개선책으로 결정된 플라스틱제 맨홀뚜껑은 맨홀내부에서 폭우 시에 집수정에서 퍼 올리는 우수의 양보다 침수의 양이 많을 때, 발생하는 맨홀속의 우수가 맨홀뚜껑으로 넘쳐흐를 때, 전류가 물을 타고 누전되어 함께 흐를 때의 물로 인한 전기감전사고를 막는 능력이 없다. 본 발명은 이들의 단점을 제거한 감전사고를 완벽하게 방지하는 효과를 제공하는 것이다.

도1의 "가"는 맨홀뚜껑에서의 본 발명 장치에 대한 실시도

도1의 "나"는 핸드홀 뚜껑에서의 본 발명 장치에 대한 실시도

〈도면의 주요 부분에 대한 설명〉

1…하부에 복수개의 고무마개가 달린 원형고무판

1'…하부에 복수개의 고무마개가 달린 사각고무판

2…고무마개 3…주철맨홀 둘레 받침대 4…주철맨홀뚜껑

5…맨홀둘레받침대의 결합용 구멍

6…상부에 접시형 테두리가 있는 금속 통

7…변전소(실)에서 전선 케이블을 따라 온 접지선 8…접지동판

Claims (1)

1. 주철맨홀뚜껑 둘레받침대에 접지저항수치가 낮은 접지(1종)를 하고, 맨홀뚜껑의 외곽 둘레에 복수개의 금속 통을 형성하여 삽설한 후, 이 금속 통에 삽입되는 복수개의 고무마개가 달린 고무판을 형성하여 이를 주철맨홀뚜껑과 그 둘레받침대 위를 복수개의 고무마개가 복수개의 금속 통에 삽입되게 덮어서 고정하는것을 특징으로 하는 맨홀뚜껑에서의 "감전사고방지장치"