본질안전 방폭구조

정의

본질안전 방폭구조는 위험장소 회로의 전기 에너지를 제한하는 방폭 방식이다.

폭발을 가두는 것이 아니라 점화 자체를 막는 것이 핵심이다.

계측·제어 회로처럼 전력이 작은 기기에 주로 쓴다.

원리: 최소 발화에너지

최소 발화에너지는 폭발성 가스를 점화시키는 데 필요한 최소 불꽃 에너지다.

회로 에너지를 이 값 이하로 낮추면 불꽃이 생겨도 가스에 불이 붙지 않는다.

이 방식은 폭발을 용기 안에 가두지 않고 점화 자체를 막는다.

그래서 답안에는 점화 차단 원리라고 분명히 쓴다.

장벽 방식 비교

위험지역 회로의 에너지를 제한하는 장벽은 제너 배리어와 절연형 배리어로 나뉜다.

제너 배리어는 직렬 저항으로 전류를, 제너다이오드로 전압을 제한한다.

절연형 배리어는 절연변압기로 회로를 분리하여 접지 제약을 줄인다.

두 방식 모두 고장이 나도 제한값을 넘지 않는 것이 핵심이다.

제너 배리어는 퓨즈가 끊기면 회로가 멈추므로 예비품과 점검이 필요하다.

계산 예제

전원 전압과 직렬 저항이 주어지면 회로에 흐를 수 있는 최대 전류를 구한다.

최대 전류는 전압을 저항으로 나눈 값이다. 여기에 24V와 300Ω을 대입한다.

실제 설계에서는 인증된 배리어의 허용 전압과 전류 값을 먼저 적용한다.

직접 계산해 보자. 전압을 저항으로 나누면 된다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 본질안전을 내압방폭과 같은 개념으로 쓰는 것이다.

본질안전은 회로 에너지를 제한해 점화 자체를 차단하는 방식이다.

내압방폭은 외함 내부의 폭발을 견디고 가두는 방식이다.

두 방식을 섞어 쓰면 감점 요인이 되므로 원리를 구분해 쓴다.

정리

마지막으로 핵심 내용을 정리한다.

본질안전은 위험지역 회로를 최소 발화에너지 이하로 유지하는 방폭구조다.

장벽은 제너 방식과 절연 방식이 있고, 고출력 회로에는 적용하기 어렵다.

답안에는 정의, 장벽 방식, 사용 장소 0·1·2종을 함께 쓴다.