방폭 전기설비

왜 배우는가: 방폭 전기설비는 가스·분진이 있는 장소에서 전기기기가 점화원이 되는 것을 막는 설비로, 산업현장 폭발사고를 예방하는 핵심 수단이다. 방폭구조의 종류와 선정 기준은 1교시 용어, 2~4교시 논술에 반복해서 출제되므로 개념을 체계적으로 정리해 두어야 한다.

출제 이력: 제135회 1교시 2번, 제124회 3교시 2번, 제100회 2교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의 문장:

방폭 전기설비는 폭발성 가스·증기·분진이 존재하는 장소에서 전기기기가 점화원이 되지 않도록 방폭성능을 부여한 전기설비다.

핵심 키워드

• 방폭구조(explosion-proof construction)
• 점화원(ignition source)
• 위험장소 분류(hazardous area classification)
• 내압방폭구조(flameproof enclosure, Ex d)
• 본질안전방폭구조(intrinsic safety, Ex ia·ib)
• 안전증방폭구조(increased safety, Ex e)
• 분진방폭구조(dust ignition protection, Ex t)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 가스나 분진이 떠 있는 곳에서는 전기기기의 불꽃이나 과열이 불을 붙일 수 있다. 전기설비가 불이 붙지 않도록 만든 구조를 방폭구조라고 한다.

정식 정의는 다음과 같다. 폭발의 기본조건은 가연성 물질(가스, 증기, 분진), 산소, 점화원의 세 가지다. 이 가운데 전기설비가 점화원이 되는 것을 막는 것이 전기방폭의 목적이다. 따라서 방폭 전기설비는 설비 자체에 방폭성을 부여하여 점화원을 제거하거나 격리하는 설비다.

점화원 억제는 전기기기가 폭발성 분위기와 접촉하지 않도록 격리하거나, 불꽃·고온 표면이 외부로 나오지 못하게 막는 것을 뜻한다. 위험장소 분류는 폭발성 분위기가 존재하는 빈도와 지속 시간에 따라 장소를 구분하는 작업이다. 위험장소 분류가 먼저 결정되어야 그 장소에 맞는 방폭구조를 고를 수 있다.

방폭 기본대책은 두 방향으로 나뉜다. 하나는 폭발성 분위기 생성을 막는 것이고, 다른 하나는 점화원의 작용을 억제하고 방폭화하는 것이다. 설비 설계에서는 누설 방지, 환기, 옥외 설치 같은 방법으로 분위기 생성을 줄이고, 남은 위험에 대해 방폭구조를 적용한다.

3. 등장 배경과 필요성

산업 공정에서 가연성 가스·증기·분진을 다루는 일이 늘면서 전기기기가 원인이 된 폭발 사고가 반복되었다. 전동기, 개폐기, 조명기구의 스파크와 고온 표면은 누설된 가스에 쉽게 착화한다. 이 때문에 전기설비 자체에 방폭 성능을 부여하는 기술이 발전했다.

국제적으로는 IEC 60079 시리즈가 방폭 기기의 기준 체계로 자리 잡았다. 유럽과 북미의 위험장소 분류 체계도 점차 통일되는 추세다. 국내에서는 산업안전보건기준에 관한 규칙이 폭발위험장소에서 사용하는 전기 기계·기구를 한국산업표준의 기준에 맞는 방폭구조로 선정하도록 정하고 있다.

따라서 방폭 전기설비의 필요성은 두 가지로 요약된다. 첫째, 전기설비가 점화원이 되는 것을 막아 대형 폭발과 인명 피해를 예방한다. 둘째, 위험장소 분류에 맞춰 설비를 선정하여 과잉 설계와 설계 누락을 함께 줄인다.