화학공장의 전원계통 관리

화학공장에서 전원을 사용하고자 할 경우에는 최소한 다음의 전원계통 관리 내용이 검토되어야 한다.

 

 

 

화학공장의 전원계통 관리

자동 차단설비

화학공장의 전원계통에는 고장전류를 즉시 제거하기 위한 감지설비와 감지신호에 의해 자동으로 고장전류 차단설비가 작동되도록 설치되었는지 이를 확인하여야 한다.

● 복합기능의 차단장치

1) 고장전류를 감지하여 차단하는 설비가 동일 외함 속에 일체화된 설비는 전력퓨즈 및 몰드차단기 등이 있다.

2) 내장된 감지기능에 의해 고장전류가 확인되면, 회로가 용융되어 고장전류를 제거하거나 기계적 작동에 의해 고장회로를 분리하여야 한다.

●  단일기능의 차단장치

1) 단일기능 차단장치는 보호계전기의 신호에 의해 차단장치 구동부를 작동시켜 고장부위를 분리시킨다.

2) 단일기능 차단장치에는 가스차단기, 유입차단기, 기중차단기, 진공차단기 등이 있으며, 차단장치의 적절한 작동유무는 계전기의 보호협조에 의존한다.

 

 

변압기 관리

화학공장에서 사용되는 변압기는 최소한 다음의 내용을 확인하여야 한다.

●  변압기의 정격용량은 kVA 정격으로 표시하며, 연속운전 시 변압기의 온도상승이 한계값 내로 유지될 수 있는 부하용량 확인.

1) 온도 상승값

(a) 변압기의 정상적인 수명은 온도상승 한계값을 벗어나지 않을 경우에 적용되며, 온도상승은 변압기의 수명을 단축시키게 된다.

(b) 유입변압기는 내부권선의 온도 상승을 65(70) ℃, 국부적 온도상승은 105 ℃로 제한하여야 한다. ( )값은 권선 내 Oil 강제 순환인 경우에 적용 됨.

(c) 건식변압기는 권선의 절연등급에 따라 온도상승 제한값을 결정하여야 한다.

(1) B종 절연은 평균 온도상승 80 ℃, 국부 온도상승 130 ℃ 이하여야 한다.

(2) F종 절연은 평균 온도상승 115 ℃, 국부 온도상승 155 ℃ 이하여야 한다.

(3) H종 절연은 평균 온도상승 150 ℃, 국부 온도상승 180 ℃ 이하여야 한다.

(d) 온도상승이 제한값을 10 ℃ 이상 벗어나서 운전하게 되는 경우, 변압기의 수명은 반으로 감소되므로 주의하여야 한다.

 

 

전기적 점화원의 관리

●  가스폭발위험장소나 분진폭발위험장소에 사용되는 전기설비는 점화원으로 작용되지 않도록 적절한 형태의 방폭형 전기기계기구를 설치하였는지 확인하여야 한다.

●  폭발위험장소의 구분 및 방폭구조 전기기계기구의 관리는 다음과 같이 하였는지 확인 한다.

1) 외함 또는 부품이 현저하게 부식된 경우에는 이들 부품의 교체 및 상태 여부.

2) 플라스틱제 외함의 표면균열 또는 금속제 외함의 부식방지를 위하여 적절한 보호도장(Protective coating) 유무.

3) 전기설비의 각 부분은 청결하게 유지하고, 과도한 온도상승을 초래하게 하는 분진 및 유해물질의 퇴적 여부.

4) 통기구, 배기구 또는 가열기구 등의 결로(結露)방지장치 정상 작동 여부.

5) 전기설비가 진동의 영향을 받는 경우에는 볼트류 및 케이블 인입부의 이완 여부.

6) 청소 시에는 정전기가 발생되지 않도록 주의 촉구.

 

 

정전기 점화원의 관리

●  정전기는 이론상 106 Ω 이하만 유지하면 체류하지 않지만, 전기적으로 격리된 부위에 대해서는 본딩(bonding) 등의 방법으로 1,000 Ω 이하로 유지하여야 하며, 설비의 한곳 이상은 접지저항 10 Ω 이하의 접지를 실시하여야 한다.

●   작업자가 겨울철에 심하게 움직이면 인체에 대전되는 정전기의 전위는 10,000 V 이상이 되며 인체의 평균적인 정전용량은 200 pF 정도이므로 인체의 대전 에너지는 10 mJ 정도 된다.

 

 

●   정전기로 인해 인체가 대전될 수 있는 에너지는 탄화수소류의 평균적인 최소점화에너지의 40배에 해당하여 화학공장 내에서 점화원으로 작용될 위험이 있다. 따라서 작업자들의 작업복은 제전사의 코로나방전의 원리에 의해 인체의 정전기를 위험수준 이하로 낮추어주는 제전복과 정전기 대전방지용 안전화를 착용하고 작업하여야 한다.

●   정전기로 인한 화재 폭발 등 방지(산업안전보건기준에 관한 규칙 제325조)

다음 각 호의 설비를 사용할 때에 정전기에 의한 화재 또는 폭발 등의 위험이 발생할 우려가 있는 경우에는 해당 설비에 대하여 확실한 방법으로 접지를 하거나, 도전성 재료를 사용하여 가습 및 점화원이 될 우려가 없는 제전(除電)장치를 사용하는 등 정전기의 발생을 억제하거나 제거하기 위하여 필요한 조치를 하였는지 확인하여야 한다.

1) 위험물을 탱크로리·탱크차 및 드럼 등에 주입하거나 저장하는 설비

2) 인화성 액체를 함유하는 도료 및 접착제 등을 제조·저장·취급 또는 도포(塗布)하는 설비

3) 인화성 고체를 저장하거나 취급하는 설비

4) 유압, 압축공기 또는 고전위정전기 등을 이용하여 인화성 액체나 인화성 고체를 분무하거 나 이송하는 설비

5) 고압가스를 이송하거나 저장·취급하는 설비

 

 

양압설비 등의 채택

●   화학공장에서 가스 등의 누출위험이 없는 실내의 경우 양압설비를 설치하여 실내를 양압으로 유지하는 경우에 그 실내는 비폭발위험장소로 구분할 수 있다.

●   폭발위험장소와 비폭발위험장소 경계지점의 배선용 덕트ㆍ전선관은 밀봉하고, 트렌치는 모래충전 등의 방법으로 가스 등이 비폭발위험장소로 이동하지 못하도록 한다.

●   폭발위험장소에 적합한 전기설비가 제조되지 않거나, 제조 시 많은 비용이 소요되는 경우에는 다음과 같이 물리적 격리를 할 경우에는

1) 폭발위험장소 내에 설치되는 펌프의 경우에는 전동기의 제어장치를 폭발위험장소밖에 설치하여 일반적인 외함을 갖는 전기설비의 적용이 가능토록 한다.

2) 물리적 격리 시 폭발위험장소내의 배선계통은 당해 폭발위험장소 종별에 적합한지 확인하여야 한다.

3) 화학공장에서 폭발위험장소로 구분된 공정지역에서는 방폭등급에 적합한 전기설비가 설치되었는지 확인하여야 한다.

 

Reference : 한국전기안전공사 KESG - Ⅶ - EF - 31 - 2015 화학공장의 전기화재예방에 관한 기술