4.전기위험방지기술

<방폭구조>
* 방폭인증 방폭부품 접미사 : "U", 온도등급 : "T"
- p : 압력방폭구조
- d : 내압방폭구조 : 점화원의 방폭적 격리
- o : 유입방폭구조
- e : 안전증방폭구조
- ia ib : 본질안전방폭구조 (ia: 0장소에만 사용, ib:1~2종장소)
- n : 비점화방폭구조 (정상작동 상태에서 폭발 가능성이 없으나, 이상상태에서 짧은 시간동안 폭발성 가스 또는 증기가 존재하는 지역에 사용 가능한 방폭용기)


<내압 방폭용기 d>
-용기내부 폭발이 용기 주위의 폭발성 가스 분위기로 화염
-원통형 나사 접합부 나사산 수는 5 이상
-가스 증기그룹 최소이격거리 A=10mm, B=30mm, C=40mm

< 방폭기기 온도등급 > 가스(발화온도 120℃) 사용가능 방폭기기 등급 : T5
* T4 : 최고표면온도가 135도 초과금지

T1	T2	T3	T4	T5	T6
>450도	>300도	>200도	>135도	>100도	>85도

< 화염일주 한계>  
* 폭발성 분위기에 있는 용기 접합면 틈새를 통해 화염이 내부에서 외부로 전파되는 것을 저지할 수 있는 틈새의 최대간격치
* 가연성 가스 및 증기의 위험도에 따른 방폭전기기기의 분류로 폭발등급을 사용하는데, 이러한 폭발등급을 결정하는 것
* 내용적 8L(8,000cm3)용기 안길이 25mm 구상용기  

<방폭구조 위험특성> 발화온도, 화염일주한계, 최소 점화전류  (증기 밀도)

<연면거리> 두 도전부 사이의 고체 절연물 표면 따른 최단거리
ⅡA의 가스(10mm 플랜지~장애물이격거리) : 암모니아, 일산화탄소, 벤젠, 아세톤, 에탄올, 메탄올, 프로판
ⅡB의 가스(30mm 플랜지~장애물이격거리) : 에틸렌, 도시가스
ⅡC의 가스(40mm 플랜지~장애물이격거리)
 
<전압구분>

① 저압	교류 1kV 이하	직류 1.5kv 이하
② 고압	교류 1kV~7kV 이하	직류 1.5kv~7kv 이하
③ 특고압	교류 7kV 초과	직류 7kV 초과

<누전차단기 구성> 누전검출부, 영상변류기, 트립코일, 차단장치 (전력퓨즈)

<누전차단기 설치생략(제외) 장소>  1. 대지전압 150V 이하인 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우  2. 저압기계기구를 위한 전로에 정격감도전류 30mA이하, 동작시간 0.03초이하의 전류동작형 누전차단기 설치하는 경우  3. 30V 이하의 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우      * 도전성 높은 장소(액체, 철판)에서는 누전차단기 설치

*욕조나 샤워시설 누전차단기 : 정격감도전류 15mA이하, 동작시간 0.03초이하 
*인체감전보호형 : 30mA이하 0.03초 이내에 동작하는 고감도고속형
*인체에 최소감지 전류 : 성인남자의 경우 상용주파수 60Hz 교류에서 약1mA
*고통한계전류 : 7~8mA     
*심실세동 전류=치사적 전류: 50mA이상
*입욕자에게 전기적 자극을 위한 전기욕기의 전원장치에 내장되어 있는 전원 변압기의 2차측 전로의 사용전압 : 10V 이하
*가수전류(Let-go Current) : 충전부로부터 인체가 자력으로 이탈할 수 있는 전류

* 일반 작업장에 전기위험 방지 조치를 취하지 않아도 되는 전압 : 30V (우리나라 안전전압)
  ( 200A의 전류가 흐르는 단상 전로의 한 선에서 누전되는 최소 전류 : 100mA)
* 접촉 우려있는 저압 기계기구의 사용전압이 '50V'를 초과할 때 전기를 공급하는 전로에 누전차단기 시설
- 전류밀도 (60~120A/mm²) : 허용전류보다 큰 전류가 흐르는 경우, 자연히 발화하고 심선이 용단되는 발화단계의 전선 
- 전류밀도 (46~60A/mm²) : 착화단계

*MCCB (배선용차단기) : 개폐기구가 절연물의 용기내에 일체로 조립한 것으로 과부하 및 단락사고 시에 자동적으로 전로를 차단 (감전방지)
*ACB : 기중 차단기
*CB(차단기)는 부하전류를 개폐시킬 수 있다.  고장전류와 같은 대전류를 차단
*단로기 : 무부하 선로의 개폐
*저압 및 고압용 검전기 : 전기기기 설비및 전선로등의 충전유무 확인 장비

*개폐기,차단기,유도전압조정기는 최대 사용전압 7kv이하 전로의 경우, 사용전압 1.5배 전압을 10분간 버텨야함
*동작시 아크를 발생하는 고압용개폐기,차단기,피뢰기는 목재의 벽 또는 천장 기타의 가연성 물체로부터 1 m이격
*용접기의 '시동감도'  : 용접봉을 모재에 접촉, 아크를 발생시킬때 전격방지장치가 동작할 수 있는 용접기의 2차측 최대저항을 말함.
*전기 기계·기구로부터 폭 70cm 이상의 작업공간을 확보
*단락 : 전선의 절연 피복이 손상되어 동선이 서로 직접 접촉한 경우
*광량자 에너지 큰 순 : 가시광선 > 적외선 > 마이크로파 > 극저주파

* 정전작업 시 작업 전 조치사항 :  잔류전하 방전, 검전기로 개로부분 충전여부 확인, 단락접지, 근접 활선에 대한 방호
* 정전작업 시 작업 중 조치사항 : 개폐기의 관리

<전기기계,기구의 접지>
① 전기기계·기구의 금속제 외함     
② 고압 이상의 전기를 사용하는 전기기계·기구 주변의 금속제 칸막이     
③ 고정배선에 접속된 전기기계·기구 중 사용전압이 대지전압 150V(100V)를 넘는 비충전 금속체     
 
<과전류차단기> 
-정격전류 4A 이하 - 범용 퓨즈(gG)의 용단전류는 정격전류의 2.1배
-정격전류 4A 초과 - 범용 퓨즈(gG)의 용단전류는 정격전류의 1.9배

*전동기용 고압전류 제한퓨즈의 불용단전류의 조건 : 정격전류 1.3배의 전류로 2시간 이내에 용단되지 않을 것

< 피뢰기로서 갖추어야 할 성능 > (구성 : 직렬캡, 특성요소) - 충격방전 개시전압 낮을 것 - 제한전압이 낮을것 - 뇌전류 방전능력이 클 것 - 속류 차단을 확실하게 할 수 있을것 * 고압 및 특고압의 전로에 시설하는 피뢰기의 접지저항 : 10Ω 이하 (접지저항 낮고, 절연저항 높을수록 좋음)

 
< 피뢰시스템의 등급에 따른 회전구체의 반지름 >
① Ⅰ등급: 20m ② Ⅱ등급: 30m ③ Ⅲ등급: 45m ④ Ⅳ등급: 60m

* 피뢰기 보호여유도 = {(충격절연강도-제한전압) / 제한전압} × 100
   >피뢰침의 제한전압이 800kV, 충격절연강도가 1000kV, 보호여유도? ( 1000-800 )÷800 =25%
* 외부피뢰시스템에서 접지극은 지표면에서 0.75 m이상 깊이 매설
* 수뢰부시스템   ①돌침 ②수평도체 ③메시도체 

<유도장해 방지>
- 교류 지표상 1m에서 전계  3.5kv/m 이하, 자계 83.3μT 이하가 되도록
- 직류 지표상 1m에서 전계  25kv/m 이하, 자계 400,000μT 이하가 되도록

<아크현상> 단락, 지락, 섬락, 전선절단, 차단기,  (전선저항)
<정전기 방전현상> 연면, 코로나, 낙뢰,  브러쉬방전   (스팀방전)
<정전기 발생현상> 파괴, 분출, 유동, 마찰, 박리, 교반대전 (전도대전, 유체대전, 중화)
* 연면방전 : 표면을 따라 나뭇가지 형태의 발광
* 정전기는 발생에서부터 억제 > 축적방지 > 안전한 방전 
* 정전기 : 전하의 공간적 이동이 적고, 자계의 효과가 전계에 비해 무시할 정도의 적은 전기
* 방전 : 전위차가 있는 2개의 대전체가 특정거리에 접근하게 되면 등전위가 되기 위하여 전하가 절연공간을 깨고 순간적으로 빛과 열을 발생하며 이동하는 현상
* 대전의 완화를 나타내는데 중요한 인자인 시정수(time constant)는 최초의 전하가 37%까지 완화되는 시간
* 전위차 발생원인: 두 물체의 일함수 차
* 트래킹 현상 : 전압이 인가된 이극 도체 간의 고체 절연물 표면에 이물질이 부착되면 미소방전이 일어난다. 이 미소방전이 반복되면서 절연물 표면에 도전성 통로가 형성되는 현상

<정전기 방지 유속제한>
① 관내경(mm): 25, 제한유속(m/s): 4.9  (6.5)   
② 관내경(mm): 50, 제한유속(m/s): 3.5     
③ 관내경(mm): 100, 제한유속(m/s): 2.5     
④ 관내경(mm): 200, 제한유속(m/s): 1.8
< 폭발물의 관내 유속 > 
이황화탄소 등과 같이 유동대전이 심하고 폭발 위험성이 높은 것은 배관 내 유속을 1m/s 이하로 할 것

<제전기의 종류>   ① 전압인가식  ② 자기방전식  ③ 방사선식  ④ 정전식 제전기
<전압인가식 제전기> 방전전극에 약 7000V의 전압을 인가하면 공기가 전리되어 코로나 방전을 일으킴으로서 발생한 이온으로 대전체의 전하를 중화시키는 방법을 이용한 제전기

<감전재해 직접원인, 전격현상 위험요인> 
통전전류크기(전압), 통전시간, 통전경로, 전원종류

<인체피부의 전기저항에 영향을 주는 주요인자>
①접촉면적 ②인가전압의 크기 ③인가시간  ④ 통전경로
* 1분 이내에 응급처치를 개시하면 95% 정도 소생 (2분 90%, 3분 75%)
* 인공호흡 :  매분 12~15회, 30분 이상

<접근제한> 유자격자가 아닌 근로자가 대지전압이 50kV이하작업시에는 300cm이내로 접근금지.

<충전전로 접근한계거리>

전압	접근 한계거리
2kv초과 15kv이하	60cm
15kv초과 37kv이하	90cm
37kv초과 88kv이하	110cm

<감전재해 울타리 거리>  35kV이하 경우 5M이상
<IP66등급>  변압기의 최소 IP 등급
<자기융착성 테이프> 분진방폭 배선시설에 분진침투 방지재료

<방폭설비 보호등급>
제1특성 숫자가 “1”인 경우 지름 50mm 이상의 외부 분진에 대한 보호
제1특성 숫자가  “2”인 경우 지름 12mm 이상의 외부 분진에 대한 보호
*제2특성은 액체에 대한 보호 (방수)

<방폭기기 보호등급 (EPL : Equipment Protection Level )>
- 매우 높은보호 - Ga Da Ma
- 높은 보호 - Gb Db Mb
- 강화된 보호 Gc Dc Mc

<방폭기기 표준환경> 
① 압력 80 ~ 110 kpa 
② 상대습도 45 ~ 85% 
③ 주위온도 -20 ~ 40℃ 
④ 산소 함유율 21 %v/v 

<내접압용절연장갑의 등급에 따른 최대사용전압>

등급 00 갈색	교류 500 V (절연장갑 등급)	직류750V (교류*1.5)
등급 0 적색	교류 1000 V
등급 1 흰색	교류 7500 V
등급 2 노란색	교류 17000 V	직류 25500V
등급 3 녹색	교류 26500 V

 <저압전로 절연성능>
전로의 사용전압이 600 V일 때 절연저항은 1MΩ (1.5MΩ) 이상이어야 한다.
 
<절연물의 절연계급 >
낮은 온도에서 높은 온도 순으로 배치   ① Y종 → A종 → E종 → B종
   * Y종 절연물의 최고 허용온도 : 90도

<아크용접기 자동전격방지장치>
1초이내 출력측 무부하 전압을 25V이하로 저하
* 작동시기 : 용접작업 중단 직후부터 다음 아크 발생시 까지
* 교류아크 용접기의 접점방식의 전격방지장치에서 지동시간과 용접기 2차측 무부하전압(V) : 1±0.3초 이내, 25V이하

<인체 허용접촉전압>

1종 (인체 대부분 수중)	2종 (상시 인체접촉 상태)	3종	4종
2.5V	25V	50V	제한없음

 
<충격전압시험시의 표준충격파형>   1.2×50μs : 파두장×파미장

<접지선 굵기 > 
* 제1종 : 10Ω이하 공칭단면적 6mm² 이상
* 3종 클로로프렌캡타이어 케이블, 10mm² 이상
* 계통접지 : TN계통, TT계통, IT계통 (IN계통)
* TN접지방식 : TN-S 방식, TN-C 방식, TN-C-S 방식, (TN-T 방식)

<누전으로 인한 화재의 3요소>  출화점. 누전점. 접지점.  (접속점)
<화재조사> 발화원, 착화물, 출화의 경과 (응고물)
< 소호 리액터 접지방식 >
지락전류가 거의 0에 가까워서 안정도가 양호하고 무정전의 송전이 가능한 접지방식

<정전력>
 1[C]을 갖는 2개의 전하가 공기 중에서 1[m]의 거리에 있 을 때 이들 사이에 작용하는 정전력은?   9×10⁹ [N]

<통전전류 계산>
"용접기의 출력 측 무부하접압 90v, 접촉저항 10kΩ, 인체의 내부저항 : 20kΩ , 대지저항 : 1kΩ"
통전전류 = 전압/저항 =90/(10+1+20) = 약 2.9mA

<허용가능 누설전류>
300A의 전류가 흐르는 저압 가공전선로의 1(한)선에서 허용 가능한 누설전류
300A*1000/2000 = 150mA

<효율계산>
"교류 아크용접기의 사용에서 무부하 전압이 80V, 아크 전압 25V, 아크 전류 300A 효율? (단, 내부손실은 4kW 이다.)"
효율=출력/입력 *100 = 출력/ (출력+손실) *100 = (25*300) / {(25*300)+(4*1000)} *100
V * A= W 25v*300A= 7500w =7.5kW 

<용접기의 허용사용률 = (정격전류의 제곱 ÷ 실사용전류의 제곱 ) * 정격사용률>
"교류 아크용접기의 허용사용률(%)은?
1)정격사용률 10%, 2차 정격전류는 500A, 교류 아크용접기의 사용전류는 250A
 허용사용률=[ (500²)÷(250²) ]×10 = 40% .
2)정격사용률 30%, 정격2차전류가 300A인 교류아크 용접기를 200A로 사용하는 경우의 허용사용률(%) =[ (300²) / (200²) ] × 30 = 67.5%

"피뢰기의 여유도가 33%이고, 충격절연강도가 1000kV라고 할 때 피뢰기의 제한전압은 약 몇 kV인가?"
② 752

대전물체 표면전위 표시

정전에너지

 
 
<차단순서> 나>다>가    <유입순서> 다>가>나

 

전기저항 1000 Ω 일 경우, 27.2 J

13.6J * 0.24 = 3.27 cal