방폭구조

방폭 구조란?

방폭이란 가연성 가스·증기·분진에 의한 화재나 폭발을 방지하는 것입니다.

폭발성 가스증기 분위기를 생성할 우려가 있는 위험장소에서 전기기기에서 발생하는 불꽃이나 고온에 의한 가스증기 폭발을 막고 전기기기를 안전하게 사용하기 위한 생각입니다.

폭발 조건

화재나 폭발은 가연성 물질과 지연성 물질에 의해 생성된 폭발성 가스 증기 분위기와 착화의 원인이 되는 전기 불꽃이나 전기기기 고장 등에 의한 과열로 고온이 되는 부분(착화원)의 존재가 겹쳤을 때 발생합니다.

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방폭의 역사

방폭의 역사는 100여 년 전 석탄을 채굴하는 탄광 폭발 사고에서 시작됩니다.

당시 탄광에서 사용하는 전기기기나 배선의 불꽃으로 숯층에서 발생하는 메탄가스에 착화되어 폭발사고를 발생시키고 있었습니다.

사고를 교훈 삼아 방폭구조가 연구되기 시작해 1911년 영국에서, 1912년 독일에서 탄광용 전기기기를 방폭구조로 만들어야 한다는 규칙이 제정됐고 이후 탄갱 이외의 가연물을 취급하는 일반 공장에서도 세계적으로 확산되었습니다

방폭 구조의 종류

가연성 물질의 누출 등에 의해 생성된 폭발성 분위기와 착화원이 공존할 경우 폭발·화재가 발생합니다.

따라서 폭발·화재 발생을 방지하기 위해서는 착화원과 폭발성 분위기의 공존을 피해야 합니다.

그러나 가연성 물질을 취급하는 공장이나 사업장에서는 폭발성 분위기의 생성을 없애기 어렵고, 또한 착화원이 되는 전기 설비를 전혀 배치하지 않는 것도 현실적이지 않습니다.

따라서 착화원이 되는 전기설비에 방폭대책을 강구하는 것이 의무화되어 있습니다.

석유정제·석유화학·화학합성 플랜트 등의 가연성 가스나 가연성 액체 증기가 공기 중에 존재할 가능성이 있는 위험 장소에서 전기기계기구를 설치·사용하는 경우는 TIIS 등의 국가로부터 허가를 받은 등록검정기관에 의한 방폭형식 검정을 받아야 합니다.

또한 해외 인증을 취득한 방폭기기라도 국내에서 사용할 경우 별도 검정을 받아야 합니다.

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방폭 구조의 종류 일람

전기기기의 방폭구조는 방폭성을 유지하기 위한 프로세스에 따라 주로 아래 8종으로 분류되며, '위험장소의 종류'에 따라 적용 가능한 방폭구조가 각각 정해져 있습니다.

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1.내압 방폭 구조

기호(d) 전폐구조로 용기 내부에서 폭발성 가스의 폭발이 일어난 경우에 용기가 그 압력에 견디고 외부 폭발성 가스에 인화할 우려가 없도록 한 구조입니다.

2.유입 방폭 구조

기호(o) 전기기기의 전기 불꽃 또는 아크를 발하는 부분을 기름 속에 담아 유면상에 존재하는 폭발성 가스에 인화할 우려가 없도록 한 구조입니다.

3.내압 방폭 구조

기호(f) 용기 내부에 보호기체(청정한 공기 또는 불활성가스)를 압입하여 내압을 유지함으로써 폭발성 가스가 침입하는 것을 방지한 구조입니다.

4.안전 증방폭 구조

기호(e) 정상시 및 사고시 발생하는 전기 불꽃 또는 고온부를 발생시켜서는 안 되는 부분에 이들이 발생하는 것을 방지하도록 구조상 및 온도 상승에 대해 특히 안전도를 증가시킨 구조입니다.

5.본질적인 안전 방폭 구조

기호(i) 정상시 및 사고발생에 발생하는 전기불꽃 또는 고온부에 의해 폭발성 가스에 점화되지 않음이 공적기관에서 시험 및 기타를 통해 확인된 구조입니다.

6.특수 방폭 구조

기호(s) 기호(d.o.f.e.i) 이외의 구조로 폭발성 가스 인화를 방지할 수 있다는 것이 공적기관에서 시험 및 기타에 의해 확인된 구조입니다.

7.비점화 방폭 구조

기호(n) 정상 운전 중 및 특정 이상 상태에서 주위 가연성 물질이 존재하는 분위기를 발화시킬 능력이 없는 전기기기에 적용하는 방폭 구조입니다.

8.수지 충전 방폭 구조

기호(m) 불꽃 또는 열에 의해 폭발성 분위기를 발화시킬 수 있는 부분이 운전 중 발화원이 되지 않도록 수지 안에 감싼 방폭 구조입니다.

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내압 방폭 구조에 대해서(기호 d)

용기가 그 내부에 침입한 가연성 가스증기에 의한 내부폭발에 대해 손상을 받지 않고 견디며, 또한 용기의 모든 접합부 또는 구조상 개구부를 통해 외부 대상으로 하는 가연성 가스증기의 발화를 발생시키지 않는 전기기기의 방폭구조입니다.

착화원이 되는 전기기기를 그대로 용기로 덮는 등의 구조 때문에 방폭화가 비교적 용이하며 특히 소형, 중형 전기기기의 방폭화에 적합합니다.

또한 다른 방폭 구조와의 조합도 용이합니다.

단, 용기 자체에 강도를 필요로 하기 때문에 기기의 질량이 커집니다.

또한 폭발 자체를 억제하는 것이 아니라 내부폭발을 허용하고 폭발해도 외부에 영향을 주지 않는 구조이기 때문에 폭발 시 내장기기가 파손될 수 있습니다.

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유입 방폭 구조에 대해서(기호 o)

전기기기 및 전기기기 부분이 유면 상방 또는 용기 외부에 존재하는 폭발성 분위기에 발화하는 일이 없도록 하는 방법으로 이들을 기름에 담그는 전기기기의 방폭구조입니다.

이 구조는 일반 운전에서 착화 능력이 없는 전기 기기 및 전기 기기 부품에 적용됩니다.

본질 안전 방폭 구조에 적합하도록 설계된 부품 이외에는 착화 능력이 없음을 평가할 필요가 있습니다.

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내압 방폭 구조에 대해서(기호 f)

보호가스를 공급함으로써 용기내 압력을 외부 분위기의 압력보다 높은 값으로 유지하고, 또한 용기내에서의 가연성 가스증기 농도를 폭발 하한계보다 충분히 낮은 레벨로 희석함으로써 폭발성 분위기의 생성을 억제하는 전기기기의 방폭구조입니다.

제어판 등 대형 전기 기기의 방폭화에 적합한 구조입니다.

분석계 등의 다른 방폭 구조로는 실현이 어려운 전기 기기에도 방폭화가 가능합니다.

단, 필요 요건이 많은 것도 특징입니다.

보호 가스(공기, 질소 가스 등)의 공급원이 필요합니다.

일정 시간의 소기(치환) 조작이 필요합니다(전원 투입까지 시간이 필요합니다).

내압 저하를 감지하는 보호 장치가 필요합니다.

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안전 증방폭 구조에 대해서(기호 e)

정상적인 사용중에는 아크 또는 불꽃을 발생하는 일이 없는 전기기기에 적용하는 방폭구조로서, 과대한 온도상승의 우려와 아크 및 불꽃발생의 우려에 대하여 안전성을 증가하고, 이러한 발생을 저지하는 수단이 강구된 전기기기의 방폭구조입니다.

안전증방폭구조의 장점은 경량화를 도모할 수 있고 수소나 아세틸렌 등에 적합한 폭발등급 3(그룹ⅡC)의 방폭전기기기를 제작하는 경우에도 대응이 용이하다는 점에 있습니다.

그 대신 정상운전 시에는 착화원이 되지 않는 전기기기에만 적용할 수 있어 방폭화할 수 있는 기기가 한정됩니다.

안전증방폭구조의 전기기기를 설계할 경우 절연성능 확보, 절연열화를 막는 것을 목적으로 한 용기보호구조 유지, 내부부품을 포함한 용기 내외 표면온도에서의 요건 적합 등을 고려해야 합니다.

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본질 안전 방폭 구조에 대해서(기호 i)

정상상태 및 특정 고장상태에서 전기회로에 발생하는 전기불꽃 및 고온부가 규정된 시험조건에서 소정의 시험가스에 발화되지 않도록 한 방폭구조입니다.

특별위험장소(존0)에설치할수있으며다른방폭구조에비해경량,소형입니다.

위험 구역에 설치할 수 있는 검출기와 스위치를 쉽게 설계할 수 있는 것도 특징입니다.

휴대기기 이외의 전기기기에는 본 관련 기기가 필요하며 전용 본안 배선도 필요합니다.

큰 전력을 소비하는 전기 기기는 본질 안전 방폭 구조에 적합하지 않습니다.

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특수 방폭 구조에 대해서(기호 s)

'내압 방폭 구조' '유입 방폭 구조' '내압 방폭 구조' '안전 증방폭 구조' '본질 안전 방폭 구조' 이외의 구조로 폭발성 가스의 발화를 방지할 수 있는 것이 시험 등을 통해 확인된 구조입니다.

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비점화 방폭 구조에 대해서(기호 n)

정상 운전 중 및 특정 이상 상태에서 주위 가연성 물질이 존재하는 분위기를 발화시킬 능력이 없는 전기 기기에 적용하는 방폭 구조입니다.

위험 구역으로서의 리스크가 낮은 제2류 위험 장소(존 2)에서의 사용에 한정된 방폭 구조입니다.

'간이방폭'이라고도 불리며, 방폭으로서의 보호기준을 저감함으로써 구조나 요건의 완화를 도모하고 있습니다.

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수지 충전 방폭 구조에 대해서(기호 m)

불꽃 또는 열에 의해 폭발성 분위기를 발화시킬 수 있는 부분이 운전 중 발화원이 되지 않도록 수지 안에 감싼 방폭 구조입니다.

전기 부품이나 전자 회로 등을 수지로 덮음으로써 방폭화가 가능합니다.

수지가 케이스를 겸할 수도 있어 소형화가 가능합니다.

다른 방폭 구조와의 조합이 용이한 것도 특징입니다.

단, 충전용 수지의 사용 환경에 대한 적합성을 고려해야 하며, 수지가 케이스를 겸할 경우 정전기에 대한 고려가 필요합니다.

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국제규격

IEC(국제전기표준회의)가 방폭전기기기에 대해 IEC 60079를 제정했습니다.

최근에는 새로운 기술에 대응한 방폭 규격이나 분진 방폭에 대한 규격도 정비되고 있습니다.

IEC 규격품이라도 국내에서 사용할 경우에는 검정신청과 검정시험을 치러야 합니다.

[출처] 방폭 구조란?|작성자 다사랑

https://blog.naver.com/atago59/223141503939