방폭 전기/계장기계･기구 선정기준

공정안전보고서 작성 시 폭발위험장소에 방폭 전기/계장기계･기구를 사용하도록 규정하고 있어 금번에는 방폭 전기/계장기계･기구 선정기준에 대한 작성 예시에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

방폭 전기/계장기계･기구 선정기준

<방폭 전기/계장기계･기구 선정기준 지침 작성 예시>

1. 일반 요구사항

 

(1) 폭발위험장소에 설치되는 전기/계장기계·기구(이하 "전기기기"라 한다)는 일반형 전기기기의 설치 요구사항에 적합하여야 한다. 그러나, 비폭발위험장소의 요구사항은 폭발위험장소용으로 설치하기에는 충분하지 않을 수 있다.

(2) 전기기기의 적절한 선정 및 설계를 위하여 폭발위험장소를 KOSHA GUIDE E-180-2020(가스폭발위험장소의 설정에 관한 기술지침)에 따라 가스·증기 및 미스트 지역을 0종, 1종 및 2종장소로 등급을 구분한다.

(3) 전기기기는 가능한 한 비폭발위험장소에 설치하는 것을 원칙으로 하되, 이것이 불가능 할 경우에는 폭발위험장소 내의 설치를 최소한으로 제한하여야 한다.

(4) 폭발위험장소 내에 설치하는 모든 전기기기 및 배선은 5항부터 8항까지 적합하도록 선정한다.

(5) 전기기기는 당해 문서에 따라 설치하여야 하며, 램프 등과 같이 교체 가능한 부품은 그 구조와 정격이 적절하여야 한다. 설치가 완료된 후 관련 규정 KOSHA GUIDE E-101-2014(가스 폭발위험장소의 전기설비 검사 및 정비에 관한 기술지침)에 따라 설비 및 설치조건에 대한 최초검사를 실시한다.

주) 형광관을 이용한 등기구를 사용하는 경우, 관이 파손되지 않도록 하는 적절한 조치가 취해지지 않는다면, 관을 이동하거나 교체하기 전에 폭발위험장소 내에 IC 가스 등이 있는 지를 확인하도록 한다. 저압 나트륨램프는 램프의 손상으로 나트륨이 없어질 경우, 점화위험이 우려되는 폭발위험장소에서는 사용될 수 없다.

(6) 전기기기와 재료는 검사와 정비시 접근이 용이하도록 설계·설치하여야 한다. (KOSHA GUIDE E-101-2014 참조).

(7) 연구개발·모의설비 등 예외적인 환경에서 사용하는 전기기기 및 설비는 5항 내지 8항의 요구사항을 충족시키지 않을 수 있으나, 만일 설치가 전문기관의 감독하에 있을 경우에는 다음 조건 중 하나 이상의 조건을 충족하여야 한다.

(가) 가스 폭발분위기가 형성되지 않음을 보증할 수 있는 조치 강구

(나) 가스 폭발분위기 형성 시 기기의 전원이 차단되고 가열된 부분이 점화원이 되지 않음 을 보증할 수 있는 조치 강구

(다) 시험설비의 화재 또는 폭발에 의하여 사람 및 환경이 위험하지 않음을 보증할 수 있는 조치 강구

(8) 추가로 폭발위험장소에서 실시하여야 할 조치를 다음과 같은 전문기관에 의하여 문서로 작성하여야 한다.

(가) 폭발위험장소에서 사용되는 전기기기나 시스템에 관한 본 지침 또는 다른 관련 규격에 대하여 익숙한 사람

(나) 평가를 수행하는데 필요한 모든 정보를 갖고 있는 사람

 

 

 2 전기기기의 선정(케이블 및 전선관 제외)

 

 2.1 필요한 정보

폭발위험장소 내의 전기기기를 적합하게 선정하기 위하여 다음과 같은 자료를 확보하여야 한다.

(1) 기기보호수준 사항을 포함한 폭발위험장소의 구분(부록 7. 참조)

 

<부록 7>
방폭기기의 "기기보호수준" 결정을 위한 위험성평가 방법 안내

1. 목적
본 부록에서는 기기보호수준(EPL)에 관한 위험성 평가방법을 설명한다. EPL은 기존의 방폭기기선정방법에 대한 대안으로서 도입된 것이다.
 2. 방폭기기의 선정
(가) 폭발위험장소에서의 모든 방폭기기가 동일한 수준의 안전성을 보장하지는 않는다. 폭발위험분위기의 발생빈도가 높은 장소에서는 점화 가능성도 높아지므로 더 높은 수준의 보호가 필요하게 되며, 통계자료를 근거로 이러한 특정구역에서는 특수형식의 방폭기기를 적용하고 있다.
(나) 폭발위험장소는 위험도에 따라 여러 개의 장소로 구분되며, 위험도는 폭발성 위험 분위기의 발생확률에 따라 규정된다.
(다) 폭발위험장소에 적합한 방폭기기 선정방식은 방폭형식에 의해서 결정된다. 일부 서로 다른 보호수준을 위해 좀 더 세분화 된 방폭형식, 예를 들어 본안방폭구조는 2 가지의 보호수준ia와 ib로, 몰드방폭구조는 ma와 mb로 구분하고 있다.
(라) 폭발위험장소와 방폭구조에 의해 구분되는 기존의 선정방식은 폭발로 인한 피해의 영향은 고려하지 않고 있다.
(마) 현장 운전원은 피해영향을 고려하기 위해 방폭기기의 선정을 보수적으로 결정한다. 예를 들면 오일생산 플랫폼에서 가스누출 사고가 지속되는 경우에도 운항장비를 계속 사용할 수 있도록, 2종 폭발위험장소임에도 불구하고 1종 장소에 적합한 방폭형식의 장비를 설치한다.그러나 소규모 원격조정 펌프장의 경우, 취급되는 가스의 양이 작아 사고 시 인명피해가 없고, 물적 피해를 줄일 수 있을 경우에는 1종 폭발위험장소일지라도 2종 장소에 적합한전동기를 사용하는 것이 합리적이다.
(바) 점화 위험도에 따라 방폭기기의 보호수준을 구분하여 표시하면, 이로 인해 방폭기기의 선정이 더 쉬워지고, 위험성 평가결과를 효율적으로 적용할 수 있다.
 3. 기기보호수준
폭발위험장소와 방폭구조를 연결하는 기존방식의 대안으로서 방폭기기 선정을 위한 위험성평가방법이 활용되고 있다. 위험성평가를 통한 방폭기기 선정 방식을 촉진시키기 위하여,방폭구조에 상관없이 기기의 고유 점화위험도를 나타내는 기기보호수준 시스템이 도입되었다.기기보호수준은 다음과 같이 구분된다.
3.1 광산(그룹 I)
(1) EPL Ma
가스가 급증한 후 전류가 계속 흐르는 경우에도 점화원이 될 가능성이 없을 정도로보호수준이“매우 높은" 광산용 설비
(2) EPL Mb
가스가 급증한 후 전원이 끊어지기까지 점화원이 될 가능성이 없을 정도로 보호수준이 "높은" 광산용 설비
3.2 가스(그룹 II)
(1) EPL Ga
정상운전시 또는 거의 발생하지 않는 사고시에도 점화원이 될 가능성이 없을 정도로 보호수준이 “매우 높은 가스폭발위험장소용 설비
(2) EPL Gb
정상운전시 또는 비정상 상태에서 사고가 발생된 경우에도 점화원이 될 가능성이 없을 정도로 보호수준이 "높은 가스폭발위험장소용 설비
(3) EPL Gc
램프고장과 같은 정상상태에서 사고가 발생한 경우에도 점화원이 될 가능성이 없을 정도로 추가적인 보호수준을 "개선"한 가스폭발위험장소용 설비

 

 

(2) 전기기기의 그룹 또는 차하위 그룹관련 등급 구분

(3) 포함된 가스나 증기의 온도등급 또는 발화온도

주) 방호장치 안전인증 고시(고용노동부 고시 제2021-22호, 이하 “고시"라 한다.)의 제7장(방폭구조 전기기계·기구 및 부품) 제1절(가스ㆍ증기 방폭구조)에 의한 가스·증기의 분류는 내압방폭구조(d) 및 본질안전방폭구조(i)에 한하며, 경우에 따라 비점화방폭구조(n)에도 적용할 수 있다.

(4) 외부 영향 및 주위 온도

기기보호수준 요구조건은 위험장소 구분도에 기록되어야 하고 피해결과에 대한 위험성평가를 하지않는 경우에도 역시 적용하여야 한다.

 

2.2 기기보호수준과 위험장소 분류와의 관계

(1) 폭발위험장소 구분도에 위험장소가 분류되어 있다면 기기보호수준과의 관계는 다음<표 1> 과 같다.

 

<표 1> 위험장소가 표기되어 있는 경우의 기기보호수준

 

 

3 기기보호수준에 따른 기기의 선정

 

3.1 기기보호수준과 방폭구조

KSC IEC 규격에 의한 방폭구조는 <표 2>와 같이 기기보호수준에 적합한 형식을 선정할 수 있다,

 

<표 2> 방폭구조와 기기보호수준

 

3.2 기기보호수준(EPL) 'Ga'를 요구하는 장소의 사용기기

(1) EPL Ga 를 요구하는 장소에서 사용할 수 있는 전기기기나 회로는 기기가 EPL Ga로 표시가 되어있거나, EPL Ga 의 요구조건을 만족하는 것으로서 <표 2>에 등록된 방폭구조 이어야 한다.

(2) 상기 (1)항의 전기설비는 해당지역에 적합한 방폭구조로서 이 지침에서 요구하는 조건에 따라 설치하여야 한다.

IEC 60079-26에 따라 조합된 방폭구조가 'Ga'로 표시되어 있으면 해당지역에 적합한 방폭구조로서 이 지침의 요구조건을 동시에 만족하여야 한다.

 

 

3.3 기기보호수준(EPL) 'Gb'를 요구하는 장소의 사용기기

(1) EPL Gb를 요구하는 장소에서 사용할 수 있는 전기기기나 회로는 기기가 EPL Ga 또는 Gb로 표시되어 있거나, EPL 'Ga' 또는 'Gb'의 요구조건을 만족하는 것으로서 <표 2>에 등록된 방폭구조이어야 한다.

(2) EPL ‘Ga′의 요구조건을 만족하는 기기가 EPL 'Gb' 기기만을 요구하는 장소에 설치되는 경우에는 개별적 방호기술의 추가요구사항으로 인해 방폭구조의 요구사항이 변경되는 경우를 제외하고는 해당 방폭구조의 모든 요구조건을 충족하여야 한다.

 

3.4 기기보호수준(EPL) 'Gc'를 요구하는 장소의 사용기기

(1) EPL Gc 를 요구하는 장소에서 사용할 수 있는 전기기기나 회로는 기기가 EPL ‘Ga’, ‘Gb', 및 'Gc'로 표시 되어 있거나 <표 2>에 등록된 방폭구조이어야 하며, 해당 방폭구조에 적합한 것으로서 이 지침의 요구조건을 만족하여야 한다.

(2) EPL ‘Ga′ 또는 ‘Gb'의 요구조건을 만족하는 기기가 EPL 'Gc' 기기만을 요구하는 장소에 설치되는 경우에는 개별적 방호기술의 추가요구사항으로 인해 방폭구조의 요구사항이 변경되는 경우를 제외하고는 해당 방폭구조의 모든 요구조건을 충족하여야 한다.

 

 

4 기기 그룹에 따른 선정

전기기기는 <표 3>에 따라 선정하여야 한다.

 

<표 3> 가스/증기와 기기 그룹과의 관계

 

5 가스·증기의 발화 온도에 따른 선정

 

5.1 일반

(1) 전기기기는 최대표면온도가 존재할 가능성이 있는 어떤 가스나 증기의 발화온도에 도달하지 않도록 선정되어야 한다.

(2) 전기기기의 표시가 주위 온도범위를 표시하고 있지 않다면 기기는 -20 °C부터+40 °C 범위 내에 사용될 수가 있으며, 주위온도 표시가 있는 전기기기는 그 표시범위 내에서 사용한다.

(3) 주위온도가 그 범위를 벗어나거나 다른 요인(예 : 온도, 태양광 방사 등)에 영향을 받는 온도가 있다면 기기에 미치는 영향을 고려하여야 하고 그 대책도 문서화하여야 한다.

주) 케이블 그랜드는 보통 온도등급이나 주위 운전온도 범위표시가 없다. 보통 정격의 서비스온도를 가지고 있고 마크가 없는 한 서비스온도는 -20 °C부터 +80 °C 범위가 일반적이다. 다른 서비스온도가 필요하다면 케이블 그랜드와 관련 부분품이 그 장소에 적합한지 주의를 기울여 확인하여야 한다.

 

 

 5.2 온도등급

전기기기에 표시되는 온도등급의 구분은 <표 4>와 같다.

 

<표 4> 가스·증기 발화온도와 기기의 온도등급과의 관계

 

 

<방폭 전기/계장기계･기구 선정기준 작성 예시>

● 작성 원칙

① 전기/계장기계･기구명에는 전동기, 계측장치 및 스위치 등 폭발위험장소내에 설치될 모든 전기/ 계장기계･기구를 품목별 또는 공정별, 품목별로 기입한다.

② 방폭형식  표시기호는  방폭형  전기기계･기구  성능  점검  규격  에서  정하는  방법에  따른다. (예：내압방폭형 누름스위치 - Exd Ⅱ B T4 등)

 

Case 1 : 암모니아 : 폭발 등급 A, 발화(온도) 등급 T1

 

 

 

Case 2 : 분진장소 등