1. 서 론

전기 에너지는 현대 산업 및 일상생활 전반에서 필수적인 동력원으로 자리 잡고 있으나, 그 이면에는 감전, 화재 등과 같은 중대한 위험이 항시 내재되어 있다. 특히 고전압 또는 대전류를 다루는 장비의 경우, 사용자의 부주의나 기기의 구조적 결함이 직접적인 치명사고로 이어질 수 있는 만큼, 이에 대한 예방적 관리와 제도적 안전 확보가 중요하게 요구된다.

산업재해 통계에 따르면 감전사고는 전체 재해 건수에서 차지하는 비율은 상대적으로 낮지만, 사고 발생 시 치명률이 매우 높아 중대재해로 분류될 가능성이 크다. 감전사고의 주요 원인은 전기기기의 노후화, 절연 손상, 사용자 부주의와 같은 일반적인 요인 외에도, 안전 기준을 충족하지 못한 기기의 사용, 불법 개조, 비전문가에 의한 자체 제작 장비의 운용 등으로 원인이 다양하다^{[1, 2]}. 특히 보호접지 및 누전 차단 장치가 부재하거나 무력화된 환경에서는 사고 위험이 급격히 증가하며, 실제 국내 산업 현장에서는 그러한 환경에서의 감전사고 사례가 반복적으로 보고되고 있다^[3].

감전사고의 발생 양상은 계절, 업종, 작업 환경 등 다양한 요소에 의해 영향을 받으며, 특히 여름철에는 고온다습한 환경으로 인해 절연 성능 저하 및 인체 저항 감소 현상이 동반되어 감전 위험이 상대적으로 높게 나타난다. 건설업 등 야외 작업 비중이 높은 산업군에서는 이러한 계절적 요인이 감전사고를 더욱 가중시키는 요인으로 작용한다^[4].

최근에는 자체 제작(DIY, do it yourself) 활동이 증가함에 따라, 일반 사용자가 고전압 장비를 직접 제작하거나 개조하여 사용하는 사례가 늘고 있다. 온라인 커뮤니티나 영상 플랫폼을 통해 전자레인지의 고전압 변압기를 활용한 자체 용접기 제작 방법이 공유되는 상황은 전기안전에 심각한 위협 요인이 되고 있다^{[5, 6]}. 해당 장비는 기본적인 절연 또는 보호 기능이 없는 상태에서 고전압 부위가 외부로 노출되어 있어, 사용자의 감전사고로 직결될 가능성이 크다. 특히 이러한 장치는 관련 법령상 전기용품 안전관리 대상에도 해당하지 않아 제도적 관리의 사각지대에 놓여 있는 경우가 많다.

따라서 본 논문에서는 전자레인지의 고전압 변압기를 개조하여 만든 용접기의 실제 감전사고 사례를 바탕으로, 안전상의 문제점을 분석하고, 현행 안전 기준 및 제도적 장치의 실효성을 검토하고자 하였다. 나아가 감전 위험 저감을 위한 법·제도적 보완과 고위험 전기기기 사용자에 대한 교육 및 정보 유통 관리 방안을 제언함으로써, 고전압 기기 운용의 안전성을 확보하고 실효성 있는 감전사고 예방 체계 구축을 위한 시사점을 제시하였다^[7].

2. 관련 산업 표준

본 논문에서 분석한 두 가지 감전 사례는 산업 표준 KS C 9602:2007 교류 아크 용접기에 적용할 수 있다. 관련 표준을 보면 AW와 AWL로 크게 분류되며, 세부 내용은 Table 1과 같다.

AW는 AC arc welding machine으로, 일반적인 교류 아크 용접기를 의미하며 무부하 상태에서도 상대적으로 높은 전압(일반적으로 70V∼80V)이 유지된다. 이는 아크 발생에는 효율적이나, 사용자가 전극이나 토치에 접촉할 때 감전 위험이 있다. 따라서 이러한 형식의 용접기는 감전 예방을 위한 별도의 작업자 교육과 안전조치가 요구된다.

AWL은 AC arc welding machine with low open circuit voltage를 의미하며 전격 방지를 위해 무부하 시, 전압을 낮추는 기능이 탑재된 용접기를 나타낸다. 사용자가 용접을 시작하기 전까지는 출력 단자의 전압이 낮게 유지된다. 일반적으로 무부하 상태에서는 전압이 25V 이하로 제한되며, 작업 과정에서 아크가 발생할 때만 순간적으로 높은 전압을 인가한다. 이는 습기, 협소 공간 및 금속 밀집 환경 등 감전 위험이 상대적으로 높은 작업 환경에서 작업자의 안전을 확보하기 위한 설계 개념이다.

AW 및 AWL 모두 정격 부하 전압은 최대 40 V, 최고 무부하 전압은 95 V 이하로 설정되어, 사용자의 안전을 확보할 것을 권고하고 있다^[8].

3. 감전 사례 원인 분석

전기용접기의 경우, 자체 제작된 일부 기기들은 한국산업표준을 충족하지 못한 채 시중에 유통되고 있으며, 이러한 기기의 사용 과정에서 전극 집게와 손의 접촉에 따른 감전사고로 인명 피해도 발생하였다^[9]. 개조된 전기용접기 사용으로 인한 사망사고가 발생하는 사례가 보고되고 있음에도 해당 장비에 대한 안전성 문제점이나 사용 시 주의 사항 등에 대한 체계적인 보고가 미비한 실정이다.

3.1 2023년 경기도 ○○시 사례

2023년 경기도 ○○시, ○○에서 전기용접기를 구매한 후 작동 여부를 검사하던 중, 전기용접기의 집게 부분을 접촉한 상태에서 감전되어 사망하는 사고가 발생하였다. 해당 지역의 폐쇄회로 CCTV를 보면, 변사자가 전기용접기를 사용하는 과정에서 갑자기 손을 가슴 방향으로 올리면서 뒷걸음질 친다.

쓰러지는 과정에서 전기용접기의 전원코드가 당겨지는 모습이 관찰되며, 변사자가 바닥에 쓰러진 상태에서 감전이 지속되어 집게를 잡은 손 주변에서 연기가 발생하는 모습이 보인다.

전기용접기는 Fig. 1(a)와 같이 릴선 형태의 전원코드, 누전차단기(20 A), 고전압 변압기, 단자대, 냉각 팬 및 집게 등으로 구성된다. 고전압 변압기(AC 110V/220V, 60㎐ 겸용, 2,130V)는 전자레인지에 사용되는 제품(Fig. 1(b))으로 사용자가 임의로 개조하여 산업 표준(KS) 인증은 받지 않은 제품이었다. 누전차단기는 설치되어 있으나, 고전압 변압기의 권선이 노출되어 있고, 사용자가 내부 기기에 쉽게 접근할 수 있는 구조로 제작되어 있었다.

무부하 상태에서 전기용접기의 1차측에 220V를 인가한 후, 2차측 전압을 측정하면 Fig. 2(a), (b)와 같이 AC 2,080V가 측정되었다. KS C 9602:2007 표준과 비교하면 무부하 상태에서 전압은 최대 95V 이하로 제시되어 있으나, 감전이 발생한 전기용접기는 표준값보다 약 22배 높은 것으로 분석되었다. 이는 고전압(AC 1,000V 초과∼7,000V 이하)에 해당되며, 표준을 초과하는 전기적 노출 상태로, 직접 접촉 시 중대 재해로 직결될 수 있는 고위험 요소로 분류할 수 있다.

전기용접기의 집게 부분을 보면, 전선이 연결되는 부위의 보호 고무류가 탄화되어 초기 형태가 남아 있지 않았다. 또한 집게의 끝단 부분도 탄화되어 흑색으로 변색되었다(Fig. 3). 변사자의 양손도 전류의 유입 및 유출 경로에 따라 손 부위에서 광범위한 열 손상 및 조직 괴사가 발생한 것을 확인할 수 있다(Fig. 4). 손가락 말단부에 탄화(carbonization) 현상이 나타났으며, 이는 대전류가 장시간 인체를 통과하면서 발생한 전기적 열에 의한 조직 손상으로 볼 수 있다. 특히 피부 괴사 및 흑색 변성은 직접적인 전류 통로가 형성되었음을 시사하며, 감전 시, 호흡 정지와 같은 사망 위험을 초래할 수 있는 중증 전기 손상에 해당되는 부분이다.

Fig. 1. Modified electric welder shape

Fig. 2. Measurement of secondary voltage

Fig. 3. Carbonized clamp of the electric welder

Fig. 4. The carbonized hands of an electrocution victim

3.2 2024년 경기도 ○○시 사례

두 번째 사례는 2024년 경기도 ○○시에 소재한 단독주택의 마당에서 발생한 치명적인 감전사고로, 변사자가 마당에 쓰러진 채로 발견되었다. 변사자의 주변에는 전기용접기가 놓여 있었다. 특히 이 용접기는 상용 제품이 아닌 자가 제작된 제품이었다.

구조적으로는 전원 공급을 위한 전원코드, 고전압 변압기, 스위치 및 2차측 전선(일명 집게 구조)로 구성되어 있었다. 해당 전원코드에서는 접지선이 완전히 절단된 상태로 확인되었다(Fig. 5). 이는 감전사고 발생 시 접지에 의한 보호가 작동하지 못했음을 시사한다. 또한 용접기 내부에는 어떠한 형태의 보호 회로, 과전류 방지 장치 및 절연 보강 조치 등이 발견되지 않아 구조적 안전성이 극히 취약한 상태였다.

사고 직후 현장에서 해당 용접기를 수거하여 고전압 변압기의 사양을 확인하고자 하였으나, 모델명, 정격 전압, 출력 전류 등 어떠한 식별 정보도 존재하지 않아 기기의 전기적 특성을 사전 파악하는 것이 불가능하였다. 이에 따라 일반 디지털 멀티미터를 이용하여 2차측 전압을 직접 측정하는 실험을 진행하였고, 이 과정에서 멀티미터의 전압 측정 단자가 탄화되었다(Fig. 6). 이는 해당 장치의 2차측에서 멀티미터의 허용 범위를 초과하는 고전압이 측정되었음을 의미하였다. 이와 관련하여 Fig. 7과 같이 비표준형 전기용접기, 차동 프로브(ADP305, DC-100MHz, LeCroy), 오실로스코프(WR610Zi, 20 GS/s, LeCroy), 및 법랑 저항기(1kΩ∼5kΩ)를 사용하여 실험을 진행하였다. 용접기의 2차측 단자에 저항기를 연결하고, 각 조건에서의 단자 전압 및 흐르는 전류를 측정하였다. 인체의 전기적 저항은 피부 상태, 주변 환경, 성별, 연령 등 다양한 요인에 따라 변동성이 크다. 국제표준인 IEEE Std. 80 및 IEC 60479-1에서는 일반적인 인체 저항을 약 1kΩ으로 간주하고 있다.

이는 감전 위험도 평가 및 전기설비 안전 기준 수립의 기준값으로 활용된다^[10]. 본 논문에서는 해당 표준에 근거하여 인체 저항을 법랑 저항기로 모의하고, 저항값 변화에 따른 전압 및 전류를 측정하여 특성을 분석함으로써 실제 감전 상황에서 인체에 인가될 수 있는 위험 수준을 분석하였다.

실험 결과는 Table 2와 같으며, 무부하에서는 약 AC 2,120V가 측정되었다. 전류는 일반적인 감전 임계값인 10mA를 현저히 초과하는 수준으로 나타났다. 특히 1kΩ 이하의 저항 조건에서는 약 1.2 A 이상의 전류가 인체를 통과할 수 있어 심실세동, 호흡정지 등 치명적인 생리적 손상을 유발할 수 있는 수준이다^{[11, 12]}.

이번 사건도 변사자의 손가락에서 탄화 현상이 나타났다(Fig. 8). 감전 과정에서 전기적 열에 의한 조직 손상으로 볼 수 있다. 특히 피부 괴사는 전기용접기와 직접적으로 접촉되어 전류 통로가 형성되었음을 시사한다.

Fig. 5. Internal structure and severed ground wire

Fig. 6. Carbonized digital multimeter

Fig. 7. Configuration of experimental setup

Fig. 8. The carbonized index finger of an electrocution victim

Table 2. Experimental results

Resistance(㏀)	Meseured voltage(V)	Calculated current(A)
1	1,186	1.186
2	1,520	0.760
3	1,815	0.605
4	1,424	0.356
5	1,490	0.298

4. 고찰 및 제언

전자레인지 고전압 변압기를 활용한 개조형 전기용접기에서 발생한 감전사고 두 건을 사례로 분석하였다. 두 사고 모두 자가 제작된 장비에서 감전이 발생하였으며, 기본적인 절연 보호 구조 등이 없이 운용되고 있었다. 이러한 구조적 결함은 감전사고의 직접적 원인으로 작용하였으며, 특히 변압기 2차측에서 측정된 전압은 AC 2,000V 이상으로, 산업 표준인 KS C 9602:2007에서 제시하는 무부하 전압 최대 95V 기준을 20배 이상 초과하는 수치로 확인되었다.

실험을 통해 인체 저항 조건에서 전기용접기 2차측 단자에 걸리는 전압 및 전류를 측정한 결과, 1kΩ 조건에서는 1.2A 이상의 전류가 인체를 흐를 수 있어 심실세동, 호흡정지 및 조직 괴사 등 치명적 생리적 손상을 유발할 수 있다. 또한 피해자의 신체에서는 손가락 끝단의 탄화 현상과 광범위한 열손상이 관찰되었다. 이는 전류가 장시간 흐르면서 발생한 전기적 화상으로 해석된다.

이는 단순 접촉이 아닌, 장비의 구조적 결함과 안전 기준 미비로 인해 발생한 고위험 감전사고로 판단할 수 있다. 이와 관련하여 첫째, 승인받지 않은 고전압 장비의 유통 및 사용 제한을 강화해야 한다. 고전압 변압기를 활용한 자가 제작형 장비는 감전 위험이 매우 크므로, 온라인 거래 및 영상 공유에 대한 제도적 관리가 요구된다. 둘째, 표준 외 장비 사용자 대상 사전점검제 도입이 필요하다. 자가 제작 또는 수입된 비표준 장비 사용 전에는 기본 절연 상태, 무부하 전압, 누전 차단 작동 여부 등을 확인할 수 있는 사전안전 점검제가 시행되어야 할 것이다.

5. 결 론

본 논문에서는 전자레인지 고전압 변압기를 개조하여 제작된 비표준 전기용접기에서 발생한 실제 감전사고 사례를 분석하고, 인체 저항 조건을 모의한 실험을 통해 해당 장비의 안전성 문제를 정량적으로 평가하였다. 사고 장비는 고전압 출력이 가능하나 절연, 접지, 보호 회로 등 기본적인 안전 설계가 결여되어 있었고, 이에 따라 사용자가 직접 접촉하면 치명적인 감전사고로 이어질 수 있음이 실증적으로 확인되었다.

특히 1kΩ 이하의 인체 저항 조건에서 전류가 1.2 A 이상으로 측정되어, 심각한 생리적 손상을 유발할 수 있는 수준으로 판단되었다. 이는 감전 임계 전류(10mA)를 훨씬 상회하는 수치로, 비표준 고전압 장비 사용 시 구조적 결함이 사용자 생명에 직접적 위협이 될 수 있음을 강하게 시사한다.

따라서 고전압 구성요소를 활용한 자가 제작 장비에 대한 제도적 규제 도입, 사용자 대상 교육 강화, 사고 분석 결과의 제도적 활용 방안 마련이 시급하며, 이러한 결과는 향후 유사 사고 예방과 고위험 전기기기의 안전관리 체계 구축에 기초자료로 활용될 수 있다.