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1. |
서론 |
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최근
석유화학 공업의 급속한 발달과 더불어 산업현장에서는 물론 생활 주변에서 사용하고있는 각종
인화성액체가 가연성가스등의 위험물질의 사용이 매년 급증함에 따라 크고 작은 폭발사고들이
빈번히 발생하여 많은 인명과 재산 재해를 초래하고 있는 실정이다.
그러나, 위험물제조· 취급 사업장에서의 방폭 전기 안전 대책은 아직 체계적인 관리가 이루어지지
않아 이에 대한 철저한 사전 대책 수립이 강구되어야 한다.
다행히 우리 나라도 산업안전 보건법 제 33조 및 1992. 7. 1부터 시행 되고 있으며
또한 공장방폭전기지침도 1993년 제정 고시함에따라 방폭전기안전에 대한 제도적 기반조성은
어느 정도 확보되어 가고 있다. |
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2. |
화재
폭발 위험성이 있는 장소 |
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| 2-1 |
프로판등
액화 가연성가스를 용기에서 다른 용기로 충전하는 장치의부근 |
| 2-2. |
아세틸렌
가스발생기실 내부 |
| 2-3. |
가여성가스의
방출시험을 행하는 장소 |
| 2-4. |
알코올,
메타놀, 에틸알코올등의 안화성 액체 배기구 및 저장실, 이동장소 |
| 2-5. |
도료공장의
신나 제조실 |
| 2-6. |
엑기산,
벤젠등 인화성 액체를 사용하는 추출 작업장 특히 추출관, 증류관, 용접 탱크, 이송펌프부근
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| 2-7. |
인화성
액체를 사용하는 드라이 크리닝공장의 세척조, 원심분리기등 부근 |
| 2-8. |
인화성
액체를 사용하는 고무제품 제조공장 |
| 2-9. |
크로리,
석유탱크, 가스탱크 등의 내부, 통풍 환기가 불충분한 상태에서 인화성 액체를 사용하며
도장, 청소등의 장소 |
※ 방폭구조 설정
및 등급관리 12종
전동기, 제어기, 차단기 및 개폐기류, 조명 기구류, 계측기류, 전열기, 접속기류(접속함포함),
배선용 기구 및 부속품, 전자변용 전자석, 차량용 축전기, 신호기, 불꽃 또는 높은 열을 수반하는
전기기계기구등
※ 국제 방폭전기 안전기준
국제 전기 기술 위원회
IEC ( International ㄸlectroteclienical Commission ) 기준을
주된 근거로 제정하였으며, 방폭전기 안전분야의 기계, 기구선정, 설치에 관한 IEC의 기준이 상세하지못하여
미국규정인 NFPA 497A, API500 NEC 및 일본의 신공장 방폭지침을 창조로하여 작성하였음
API (American Petroleum Institute) |
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3. |
전기
방폭 이론 |
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3-1.전기기기
방폭의 기손 |
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위험분위기가
존재하거나 존재할 우려가 있는 장소에 전기기기를 설치할 경우 이것 이 점화원으로 되어
폭발사고가 발생하지 않도록 하기 위하여 전기기기에 방폭성을 부여하는 것이 방폭대책의 기본이며
일반적으로 다음과 같은 대책이 있다. |
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1)
점화원의 방폭적 격리 |
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전기기기위
점화원이 되는 부분은 주위의 폭발성 가스와 격리하여 접속하지 않 도록 하는
방법 ( 내부압력 방폭구조 및 유입방폭구조) |
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전기기기
내부에서 발생한 폭발이 전기기기 주위의 폭발성가스에 파급되지 않도 록 점화원을
실질적으로 격리하는 방법(내압 방폭구조) |
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2)
전기설비의 안전도 증가 |
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정상상태에서
점화원으로 되는 전기불꽃의 발생부 및 고온부가 존재하지 않는 전기 설비에 대하여
특히 안전도를 증가시켜 고장이 발생하지 못하도록 하는 방 법 (안전증 방폭구조) |
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3)
점화능력의 본질적 억제 |
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약전류
회로의 전기설비와 같이 정상상태 뿐만 아니라 사고시에도 발생되는 전기 불꽃
또는 고온부가 최소에너지 이하의 값으로 되어 가여성물징에 착화할 위험이 없다는
것이 시험등의 방법에 의해 충분히 확인된 경우에는 본질적으로 점화능력 이 억제된
것으로 볼수 있는데 이방폭구조를 본질안전 방폭구조라 한다. |
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3-2.방폭전기
기기 선정 (방폭구조와 종류) |
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방폭전기기기를
선정할때에는 위험장소의 종별, 폭발성가스의 폭발등급 및 발화도에 따라 선정하되 각 방폭구조에
대한 장단점과 주위 환경조건에 대한 적정성여부, 향 후 보수 유지에 대한 사항 잋 경제성등
제반사항을 고려하여야 하며, 특히 2가지 이 상이 폭발성 가스가 있을때는 높은 등급의
것을 적용해야 한다. |
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1)
내압방폭구조 |
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기기의
케이스는 전 밀폐구조로 하고 이용기내에 외부의 폭발성가스가 침입하여 내부에서
폭발하더라도 용기는 그압력에 견디어양하고 또 폭발한 고열의 가스가 용기의 틈으로부터
누설되어도 틈의 냉각효과로 외부의 폭발성가스에 착화될 위험 이 없도록 만들어진
것이다.
용기가 견딜수 있는 압력은 용적 100㎤을 초과하는 것은 폭발등급 1, 2의
가스에 대해서 10㎏/㎠ 이상으로 규종하고 있으며 본 방폭구조는 1, 3종
장소에 적합하 다.
(대상 기기로는 전동기, 개폐기, 변압기, 환기팬, 분전반, 제어반등) |
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2)
안전증 방폭구조 (e) - 1종 장소에 사용 금지 |
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2종
장소에 적합한 구조로서 이것은 엄격한 의미의 방폭구조가 아니고 차선책으 로서
정상운전중에 과열 또는 전기불꽃을 일으키기 쉬운 부분의 구조를 일반적인 기기보다
절연, 온도상승이 되어 외부가스에 착화되지 않도록 구조상의 배려를 했을뿐으로서
만일 고장이나 파손이 생겼을 경우에는 발화원이 될 위험성이 있으 므로 상용상의
무리나 과실이 없도록 충분한 주의를 하지 않으면 안된다. (에어캡, 단자부,
접속부등의 규정) |
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3)
압력 방폭구조 (f) |
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발화원이
될 위험성이 있는 부분을 용기 안으로 잡아 놓고 신선한 공기 또는 불활 성가스를
압입시킴으로 운전 개시전에 용기안에 침입해 있던 폭발성가스를 구축함 과 동시에
운전중에도 외부로부터 가스가 침입하지 않도록 한 것으로 통풍식과 봉 입식 및
밀봉식의 3종류가 있으며 통풍식과 봉입식의 경우는 그 내압 방폭성유지 를 위해
모든 점의 압력을 주위의 대기압보다 수주 5mm 이상 유지하고, 밀봉식은 용기
내부의 압력을 확실히 지시하는 장치를 시설하도록 되어 있으며 규정압보다 저하될시는
경보 및 운전을 정지시키는 보호 장치를 설치토록 규정하고 있다. ( 1,2종
장소에 적합 ). |
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4)
본질 안전 방폭구조 (i) - 0,1,2종 장소에 모두 적합 |
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열전대와
같이 지락, 단락, 또는 단선이 될 때 일어나는 불꽃, 아아크, 과열에 의
해 생기는 열에너지 등이 대단히 작고 폭발성 가스에 착화되지 않는 것이 확인된
구조이나 이는 온도, 압력, 액면 유량 검출 족정기나 이를 이용한 자동장치등에
사용되며 비위험장소에는 고장시 최소 착화에너지 이상의 불꽃을 방생하는 가능성
이 있는 저압전원도 사용되고 있다. ( 대상 기기로는 신로기, 전화기, 계속기가
있다. ) |
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5)
유입 방폭구조 (ㅇ) - 2종 장소에만 적합한 구조이다. |
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불꽃,
아아크가 발생하는 부분을 기름속에 넣은 것으로 탄광에서 방폭기기를 개발 할
때 부터 사용된 구조이다. 이 경우 유면으로부터 위험부까지의 거리를 적어도
10mm 이상 하여야 하며, 기 능 누설등에 의한 위험을 초래하므로 유면계
수시 체크와 개폐기의 스파크에의한 기름이 열분해하여 수소 가스를 발생으로 배기구멍
설치 및 유면의 온도상승에 대 해서 규정 (폭발성가스 침입 우려) 해야 한다.
(대상기기로는 아아크가 발생할 수 있는 모든 전기 기기의 접접, 개폐기류,
변압 기류 등이 있다. ) |
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6)
특수 방폭구조 (s) |
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상기
이외의 구조로서 폭발성가스의 인화를 방지할 수 있는 것이 실험과 기타 방 법에
의해 인정된 구조 (대상기기로는 주로 단락물질이 폭발성가스에 점화하지 않는
회로의 기기 )
※ 방폭 전기 설비의 표준 환경 조건
- 표고 1000m 이상
- 주위온도 -20℃ ∼ 40℃
- 상대습도 45% ∼ 85% |
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3-3.폭발성
가스 분류 |
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폭발성가스는
존재하는 모든 가연성 가스와 인화점 40℃ 이하인 가연성 액체의 증 기를 말한다.
따라서 인화점이 40℃를 초과하는 가연성 액체는 그것이 인화점 이상의 온도인 장 소에서
누출할 우려가 있는 경우에는 그 온도 조건을 고려하여 결정 하여야 한다. 전기 기기 사용
장소의 폭발 위험성은 그 장소에 있는 폭발가스의 종류에 따라 다르 므로 전기 기기 방폭구조를
경정하는데 있어서는 폭발성가스의 위험도를 발화도 및 폭발등급으로 분류하여 조치한다. |
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1)
1종 장소 (정상상태에서 위험분위기가 존재하기 쉬운 장소 ) |
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1종
장소란 보통장소(통상상태 : 운전이 정상적으로 수행되고 허용 되는 상태)에
서 위험분위기를 방생할 우려가 있는 장소로 폭발성 가스가 보통상태에서 집적하
여 위험한 농도가 될 우려가 있는 장소와 보수 또는 누설 때문에 자주 폭발성
가 스가 집적해서 위험농도가 될 우려가 있는 장소
예)
- 0종 장소에 근접된 주변 압력
- 탱크로리, 드럼관 등에 인화성액 충전 개구부 부근
- 탱크류의 환기 부근
- 가연성 액체 취급부 프랜지, 계기류등의 불안전 상태 부근 |
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2)
2종 장소 (이상상태에서 위험분위기가 단시간 존재할 수 있는 장소) |
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이상상태는
지진, 전쟁 등 예상치 못한 재난을 제외하며 상용상태 즉, 통상적인 운전,
유지보수, 기능상실, 오동작의 조건의 경우로서 운전허용이 되지 않는 상태
예)
·0,1종 장소의 주변 영역 ·인화성액체의 용기류가 부식 노화 등으로 누출
우려 장소
·펌프 봉인부 주변 영역
·위험물 용기나 장치 연결부 주변 영역 |
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3)
준위험장소 - 지진, 기타 예상되는 사고 |
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4)
비위험장소 - 상기 이외의 장소 |
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방폭설비