특수장소 시설기준

왜 배우는가: 특수장소(폭발위험장소, 가연성가스 장소, 수중·풀장, 의료장소, 전기온상 등)는 일반 장소와 달리 점화원과 감전 위험이 커서 별도의 시설기준이 적용된다. 실무에서 설계 누락이 사고로 이어지기 쉬워 설계 검토의 핵심이 되고, 시험에서도 장소 분류와 기준을 묻는 문제로 반복 출제된다.

출제 이력: 제113회 1교시 5번, 제95회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 특수장소는 폭발·화재 위험, 습기·물 접촉, 의료용 생체 접촉 등 일반 장소와 다른 위험 요인이 있어 별도의 시설기준을 적용하는 전기사용장소이다.

핵심 키워드

• 특수장소
• 위험장소(폭발위험장소)
• 가연성가스 장소(0종·1종·2종)
• 분진 위험장소(20종·21종·22종)
• 수중조명등
• 풀장(수영장)
• 의료장소
• 전기온상·발열선

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 특수장소는 "평범한 방이 아니라 불이 붙거나, 물에 젖거나, 사람 몸에 전기가 쉽게 흐르는 곳"이다. 이런 곳에서는 같은 전기기기라도 더 강한 구조와 더 엄격한 보호 방법을 써야 한다.

정식 정의는 전기설비기술기준 판단기준과 한국전기설비규정(KEC)이 정하는 바에 따라, 일반 전기사용장소와 구분해 별도의 시설기준을 적용하는 장소이다. 대표적으로 위험분위기가 생기는 장소, 물 또는 습기가 많은 장소, 의료행위가 이루어지는 장소, 발열체가 매설되거나 수중에 설치되는 장소가 해당한다.

위험장소는 가연성 가스나 증기, 분진에 의해 폭발성 분위기가 형성될 수 있는 장소이다. 위험분위기가 존재하는 빈도와 기간에 따라 0종, 1종, 2종으로 나눈다. 예를 들어 0종 장소는 위험분위기가 지속적으로 또는 장시간 존재하는 장소이고, 2종 장소는 이상상태에서 위험분위기가 단기간 존재할 수 있는 장소이다.

분진 위험장소는 분진이 폭발성 분위기를 만들 수 있는 장소로, 정상운전 상태에서 분진이 부유하거나 퇴적되어 위험분위기가 생기는 21종 장소와, 설비 고장이나 비정상 동작 시에만 간헐적으로 위험분위기가 생기는 22종 장소로 구분한다.

수중조명등은 물속에 설치하는 조명기구이므로 누전과 감전 위험이 크다. 그래서 절연변압기로 전압을 낮추고, 누전차단기와 특별 제3종 접지를 함께 요구한다.

의료장소는 환자의 몸에 전극이 닿거나 생체 접촉 가능성이 있어 인체보호용 누전차단기 등 추가 보호가 필요하다.

전기온상·발열선은 콘크리트 속이나 파이프라인 등에 발열선을 시설하므로, 발열체의 금속제 외함에 접지공사를 하고 누전 방지 장치를 함께 시설한다.

3. 등장 배경과 필요성

전기설비는 본래 점화원이 될 수 있다. 스위치 개폐 시의 불꽃, 전동기 브러시의 아크, 과열된 전선이 모두 가연성 가스나 분진에 불을 붙일 수 있다. 일반 장소의 시설기준만으로는 이런 위험을 막기 어려워 장소별 특별 기준이 필요해졌다.

물을 사용하는 장소도 같은 문제가 있다. 습기나 물이 있으면 절연이 쉽게 떨어지고 누설전류가 흘러 감전 사고가 난다. 수영장이나 분수대 같은 곳에서 조명등 누전 사고가 반복되면서, 풀용 수중조명등에 대한 전압 제한과 누전 보호 기준이 만들어졌다.

의료장소는 환자가 전극이나 의료기기와 직접 닿아 있으므로 몸을 통한 전류 경로가 생긴다. 그래서 일반 전원회로보다 강화된 누전 보호가 필요하게 되었다.

발열선과 전기온상은 농업이나 난방, 파이프 동결 방지 등에 쓰이면서 발열체의 절연 파괴와 누설 위험이 문제로 떠올랐다. 이 때문에 발열선 전로에는 접지와 누전 감시 기준이 따로 정해졌다.

한국에서는 전기설비기술기준 판단기준이 이런 장소별 기준을 규정해 왔고, 2021-01-01부터는 한국전기설비규정(KEC)이 이 기준을 이어받아 적용한다. 따라서 특수장소의 시설기준을 설명할 때는 장소의 위험 원인, 위험을 줄이는 수단, 적용 기준의 순서로 정리하는 것이 답안의 기본 구조가 된다.

4. 구성요소·원리·절차

특수장소 시설은 위험 요인을 먼저 나누고, 요인별로 배선·기기·접지 방식을 정하는 순서로 설계한다. 가연성가스 장소는 폭발성 분위기가 생기는 빈도와 지속 시간으로 0종·1종·2종 장소를 구분한다. 수영장 수중조명등은 물에 젖은 상태의 감전 위험을 낮추기 위해 전압을 제한하고 누전차단과 접지를 함께 적용한다.

원리는 다음과 같다. 가연성가스 폭발은 가연물, 산소, 점화원이 동시에 있을 때 일어난다. 전기설비 설계에서는 점화원을 장소 등급에 따라 제거하거나 밀폐한다. 0종 장소는 폭발성 분위기가 지속적으로 또는 장시간 존재하므로 원칙적으로 전기기기 설치를 피하고 본질안전 방폭구조만 허용한다. 1종 장소는 정상운전 중에도 위험분위기가 생길 수 있으므로 방폭형 기기를 사용한다. 2종 장소는 이상상태에서 위험분위기가 단기간 존재하므로 정상운전 중 아크·불꽃을 내는 부품을 밀폐하거나 가연물로부터 차단한다.

장소 등급은 위험분위기의 존재 빈도와 지속 시간으로 정하고, 그 등급이 기기와 배선 방식을 결정한다.

수중조명등은 물속에서 누전이 생기면 인체가 위험해지므로 감전 보호를 중심으로 설계한다. 절연변압기로 전원을 분리하고, 2차측 전압이 관련 기준이 정한 값을 초과하면 누전차단기를 설치하고 특별 제3종 접지를 한다. 누전차단기는 금속제 외함에 넣어 외함에 접지 공사를 한다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 가스의 종류와 누출 빈도를 조사하여 장소를 0종·1종·2종으로 구분한다.
• 장소 등급별로 방폭구조 기기와 배선 공사방법을 선정한다.
• 배선의 관통부와 접속부를 밀봉하고 전선 접속을 절연 처리한다.
• 수영장 수중조명등의 전원 전압을 정하고 절연변압기를 설치한다.
• 누전차단기와 특별 제3종 접지 공사를 한다.
• 설치 후 사용전 검사에서 구분·기기·접지 상태를 확인한다.

5. 관련 법령·기준·표준

특수장소 시설은 「전기설비기술기준」의 판단기준과 한국전기설비규정(KEC)의 특수장소 조항이 기본이다. 위험장소의 구분은 「산업안전보건기준에 관한 규칙」의 폭발위험장소 설정 및 관리 규정과 KS C IEC 60079-10-1에 따른 폭발위험지역 구분을 함께 본다. 방폭기기의 구조와 시험은 KS C IEC 60079 계열 표준을 따른다. 전기설비기술기준은 2021-01-01부터 한국전기설비규정으로 대체되었으며, 옛 판단기준의 내용은 이 규정의 특수장소 조항에 반영되었다.

기준값은 다음 표와 같다.

위 표의 기준은 인체 감전 보호와 폭발 방지를 목적으로 한다. 장소 등급과 전압 조건이 바뀌면 보호방식도 바뀌므로 두 조건을 함께 확인한다. 세부 배선 공사방법과 방폭기기 선정 기준은 KEC 특수장소 조항과 방폭 표준을 함께 적용한다.

6. 유형과 비교

특수장소 시설기준은 장소의 위험 성질에 따라 여러 유형으로 나뉜다. 가장 큰 축은 폭발 위험(가스·분진)과 감전 위험(수중·욕실 등 도전성 환경)이다. 두 축의 기준은 목적과 대응 방법이 달라 구분해서 답해야 한다.