외함 밀폐 보호등급(IP코드)

왜 배우는가: 외함 보호등급(IP코드)은 전기기기가 먼지·물·사람 접촉으로부터 얼마나 보호되는지를 두 자리 숫자로 표시하는 공통 언어다. 옥외 조명, 분전반, 제어반, 수배전 설비의 선정 기준이 되므로 설계와 시공 현장에서 매일 쓰인다. 기술사 시험에서는 IP 첫째·둘째 숫자의 의미를 묻는 용어 문제로 반복해서 출제되었다.

출제 이력: 제137회 1교시 9번, 제118회 1교시 1번, 제111회 1교시 12번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

외함 보호등급(IP코드)은 외함이 고체 이물·사람의 접촉과 물의 침입에 대해 제공하는 보호 정도를 IP 뒤 두 자리 숫자로 나타낸 국제 등급 체계다.

키워드

• IP코드(Ingress Protection Code)
• 외함(Enclosure)
• 고체 이물 보호(첫째 숫자)
• 액체 침입 보호(둘째 숫자)
• IEC 60529 / KS C IEC 60529
• 보호 없음(0)과 X 표기
• 방진·방수 등급

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 IP코드는 상자(외함)가 먼지와 물을 얼마나 막는지 알려 주는 성적표다. 숫자가 클수록 더 잘 막는다. 옥외에 두는 조명기구가 IP65이면 먼지가 완전히 들어오지 않고 사방에서 오는 물줄기도 견딘다는 뜻이다.

정식 정의는 다음과 같다. IEC 60529는 외함이 사람의 위험 부위 접촉, 고체 이물 침입, 물의 침입에 대해 주는 보호 정도를 규정하고, 이를 IP 코드로 표기하는 방법을 정한 국제 표준이다. 국내에서는 KS C IEC 60529로 채택되어 있다.

외함(Enclosure) 은 기기 내부의 충전부와 회전부를 감싸는 케이스, 함, 커버를 말한다. 외함이 보호하는 대상은 사람과 기기 두 가지다.

IP 표기 형식 은 'IP' 다음에 두 개의 숫자를 쓰는 것이다. 첫째 숫자는 고체 이물과 사람의 접촉에 대한 보호이고, 둘째 숫자는 물의 침입에 대한 보호다. 필요하면 세 번째 문자로 보호 대상(예: 사람이 위험 부위에 닿는 것을 막는 정도)을 덧붙인다. 표준 IP 등급에는 하이픈을 넣지 않는다.

보호 없음과 X 는 등급 표기 규칙이다. 보호가 전혀 없으면 숫자 0을 쓴다. 한 가지 시험 결과만 있을 때 나머지 자리는 X로 쓴다. 예를 들어 물 보호 시험을 하지 않았다면 IP6X로 쓴다.

둘째 숫자의 누적 원칙 도 중요하다. 물의 침입 등급은 IPX6 이상에서 누적되지 않는다. IPX7을 만족한다고 해서 IPX5나 IPX6을 자동으로 만족하지는 않는다. 두 시험을 모두 통과하면 IPX5/IPX7처럼 슬래시로 나란히 적는다.

3. 등장 배경과 필요성

과거에는 '방수', '방진'처럼 제조사마다 다른 마케팅 용어를 썼다. 같은 말이라도 시험 조건이 달라 사용자가 제품을 비교할 수 없었다. 이 문제를 풀기 위해 IEC는 시험 조건과 판정 기준을 하나로 정한 등급 체계를 만들었다.

등급 체계가 있으면 설계자는 설치 장소의 환경을 등급으로 바꾸어 기기를 고를 수 있다. 예를 들어 세척수가 튀는 장소, 분진이 많은 공장, 지하 피트처럼 침수 위험이 있는 장소에 각각 다른 등급을 지정한다.

또한 IP코드는 감전 보호와 연결된다. 첫째 숫자가 사람의 위험 부위 접촉에 대한 보호를 뜻하므로, 충전부에 손가락이나 공구가 닿는 것을 막는 수준을 알 수 있다. 그래서 IP 등급은 기계적 보호와 전기적 안전을 함께 판단하는 자료로 쓰인다.

국제 표준이 있어도 국내 설계기준과 제품 인증은 KS 표준을 따른다. 따라서 답안에는 IEC 60529와 KS C IEC 60529의 관계를 함께 적는 것이 안전하다.

이 장의 나머지 절에서 첫째·둘째 숫자별 등급 표를 다룬다.

IP 첫째 숫자 0~6, 둘째 숫자 0~9

물 침입 등급은 IPX6 이상 비누적

KS C IEC 60529

4. 구성요소·원리·절차

IP코드는 외함이 고체 이물과 물의 침입에 얼마나 견디는지를 두 자리 숫자로 나타낸다. 첫째 자리는 고체 이물 보호, 둘째 자리는 액체(물) 침입 보호다. 두 숫자는 서로 독립이며, 값이 클수록 보호 수준이 높다.

표의 칸은 구성 요소를 짧게 정리한 것이다. 시험에서는 첫째 자리가 고체, 둘째 자리가 물이라는 구분을 먼저 쓰고, 세부 값은 표로 보인다.

원리는 외함 경계면을 통과하는 입자와 물의 크기·방향·압력을 시험으로 정하는 데 있다. 시험 조건(이물 막대 직경, 물 분사 노즐 유량, 침수 깊이와 시간)을 정해 두고, 그 시험을 견디면 등급을 준다. 등급은 시험을 통과한 최고 단계로 정한다. 따라서 IP65는 IP6X 조건과 IPX5 조건을 모두 만족한다는 뜻이다.

등급 판정 절차는 다음과 같다.

• 외함 종류와 설치 위치(실내·옥외)를 정한다.
• 첫째 숫자 시험(이물 접근 막대·먼지 챔버)을 수행하여 0~6 중 최고 등급을 정한다.
• 둘째 숫자 시험(낙수·분사·침수)을 수행하여 0~9 중 최고 등급을 정한다.
• 두 등급을 조합해 IP○○으로 표기한다. 한 자리만 시험한 경우 나머지 자리는 X로 쓴다.
• 시험 결과를 제품 표시와 시험 성적서에 함께 기록한다.

IP 코드는 첫째 자리가 고체 이물, 둘째 자리가 물에 대한 보호 수준을 각각 나타낸다.

여기서 외함(enclosure)은 기기 내부를 감싸는 케이스를 뜻하고, 인그레스 보호(Ingress Protection)는 이물과 물의 침입에 대한 보호 능력을 뜻한다. 등급의 정식 명칭은 IEC 60529에 따른다.

5. 관련 법령·기준·표준

외함 보호등급의 기준은 국제 표준 IEC 60529를 국내에 받아들인 KS C IEC 60529이다. 이 표준은 외함이 사람의 위험 부위 접근, 고체 이물 침입, 물 침입에 어떻게 대응하는지를 정한다. 국내 전기 설계와 시공에서는 이 등급을 기기 선정 기준으로 쓴다. 건축전기설비에서는 옥외 분전반, 수배전 기기, 조명기구의 설치 장소에 맞는 IP 등급을 정한다.

첫째 자리 고체 이물 보호 기준은 다음과 같다.

둘째 자리 액체 보호 기준은 다음과 같다.

8번 등급의 세부 깊이와 시간은 제조사와 시험 기관이 합의한 조건으로 정한다. 따라서 이 값은 표에 쓰지 않고 '연속 침수'로만 쓴다.

국내 실무에서 옥외에 쓰는 기기는 관련 기준이 정한 최소 보호 등급 이상을 기준으로 많이 적용한다. 이 값은 설계 관행이며, 설치 장소의 환경 조건에 따라 상향한다.