【별표 11의2】본질안전방폭구조인 전기기기의 성능시험(제23조관련)

번호

구  분

내  용

1

불꽃점화시험

불꽃점화시험은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 불꽃점화시험은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 불꽃점화시험의 일반적인 사항은 다음과 같이 할 것

가) 불꽃점화시험이 필요한 모든 회로는 기기의 등급에 대하여 별표 11의 제2호에서 정한 요건에 대하여 점화를 발생시킬 수 없는 것을 확인하기 위한 시험을 실시할 것

나) 정상 및 고장조건을 시험 중에 적용하되, 안전율은 별표 11의4에서 정한대로 적용해야 한다. 불꽃점화시험기는 회로의 개방, 단락 또는 접지고장이 발생할 수 있다고 판단되는 지점에 삽입해야 한다. 불꽃점화시험은 나목에서 정한 제한 범위 내에서 다목의 교정을 통하여 가장 점화가 일어나기 쉬운 공기와의 혼합가스를 이용하여 시험을 실시

다) 별표 11의4에 따른 방법으로 안전성을 확인할 수 있을 만큼 회로의 구조와 전기적 파라미타값이 명확한 경우에는 불꽃점화시험기를 이용한 시험은 생략 가능

라) 전압 및 전류에 대하여 특별히 공차가 정해지지 않은 경우, 공차는 ±100분의 1을 적용

2) 불꽃점화시험기는 다음에 따를 것

가) 불꽃점화시험기는 별표 11의5에 따를 것

나) 불꽃점화시험기를 사용하여 단락, 개방 및 접지고장을 발생시키는 것은 정상작동상태에서의 시험이며 다음에 대해서는 불가산고장으로 간주

(1) 접속기구

(2) 내부접속이나 별표 11의 표 4 에 적합하지 않은 내부 연면거리, 이격거리, 충전물을 통한 거리 및 고체절연물을 통한 거리

다) 불꽃점화시험기는 다음에 대해서는 사용하지 않음

(1) 무고장 이격부분의 양단 또는 무고장 접속부에 직렬접속

(2) 별표 11 표 4에 적합한 연면거리, 공간거리, 충전물을 통한 거리와 고체절연물 등을 통한 거리 양단

(3) 본안회로 단자대를 제외한 본안관련기기 내부

(4) 별표 11 제4호바목8)의 규정에서 정한 것을 제외한 별표 11 제3호1)의 규정에 적합한 분리된 회로의 단자 사이

나. 불꽃점화시험시 시험혼합가스는 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 시험혼합가스는 기기그룹에 따라 다음과 같이 할 것

가) 그룹 Ⅰ   공기중  8.0% ～ 8.6% 메탄

나) 그룹 ⅡA 공기중 5.0% ～ 5.5% 프로판

다) 그룹 ⅡB 공기중 7.3% ～ 8.3% 에틸렌

라) 그룹 ⅡC 공기중 19% ～ 23%  수소

2) 특정 가스나 증기에서 사용하는 기기는 그 해당 가스가 가장 점화되기 쉬운 농도에서 시험할 것

3) 안전율을 적용한 가장 불리한 조건의 시험혼합가스를 사용하는 경우, 라목2)에 따라 조성할 것

다. 불꽃점화시험기의 감도는 다음 각 세목에 따라 실시한다.

1) 별표 11 제7호라목에 따른 일련의 시험을 수행하기 전에 확인할 것

2) 불꽃점화시험기의 감도를 확인하기 위한 교정회로는 0.09H～0.1H의 공심코일과 DC 24V 전원으로 구성

3) 교정회로 전류는 표 1에 따르거나 좀 더 쉽게 점화되는 가스를 사용할 때에는 안전율로 이 값을 나눈 값으로 설정

＜표 1＞ 교정회로의 종류

기기그룹	전류 (㎃)
I	110-111
ⅡA	100-101
ⅡB	65-66
ⅡC	30-30.5

4) 불꽃점화시험기는 전극유지판을 양극으로 하여 400～440회전시키고, 회전하는 동안 시험혼합가스에 최소 1회의 점화가 발생되면 감도는 적합한 것으로 간주

라. 불꽃점화시험기를 이용한 시험은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 회로의 시험은 다음에 따라 실시할 것

가) 시험은 제4호에 따른 공차와 100분의 10의 전압변동 범위 내에서 점화가 가장 일어나기 쉬운 회로에 대하여 실시할 것

나) 불꽃점화시험기는 회로에서 개방 또는 바뀜 접속이 일어날 수 있다고 생각되는 지점에 삽입해야 한다. 시험은 별표 11제2호에서 정하는 전기기기의 구분에 따라서 회로의 정상작동과 한 개 또는 두 개의 고장상태에 대하여 실시해야 하며, 기기 설계시 정한 외부 정전용량 및 인덕턴스 또는 인덕턴스와 저항 비(L0/R0)의 최대값에 대하여 실시할 것

다) 불꽃점화시험기의 전극유지판 회전수는 다음에 따르며, 회전허용공차는 +100분의 10

(1) 직류회로의 경우, 400회전(5분), 각 극에 대하여 200회전

(2) 교류회로의 경우, 1,000회전(12.5분)

(3) 용량성 회로의 경우, 400회전(5분), 각 극에 대하여 200회전. 커패시터가 재충전되기 위하여 충분한 시간(최소 시정수의 3배)을 갖도록 해야 한다. 통상 재충전하는데 걸리는 시간은 약 20㎳이며, 이것으로 충분하지 못한 경우 텅스텐선의 수를 1개 이상 제거하거나 또는 불꽃점화시험장치의 회전속도를 낮춰 재충전 시간을 증가시켜야 한다. 텅스텐선을 제거하는 경우에는 동일한 불꽃 수를 유지하기 위하여 회전수는 증가시킬 것

라) 다목의 각 세목에 따라 각각 시험항목에 불꽃점화시험기의 교정을 반복한다. 만일 교정이 다목에 적합하지 않다면, 회로에 대한 불꽃점화시험은 무효로 함

2) 일반적으로 안전율 1.5는 다음의 어느 하나의 방법으로 얻을 수 있음

가) 전원공급시스템의 조정이 가능하다면 정격전압의 100분의 110 까지 전압을 증가시키거나 또는 제4호에 따른 다른 전원전압(배터리, 전원공급장치 및 전압제한장치)의 최대값으로 한다. 평가를 위해 별표 11의4의 그림 1부터 그림 6까지의 곡선 또는 별표 11의4의 표 1 및 표 2를 사용할 때도 같은 방법을 사용

(1) 인덕턴스회로 또는 저항회로에서는 제한저항값을 감소시켜 고장전류의 1.5배까지 전류를 증가시킨다. 단 전압을 증가시켜 1.5배의 안전율을 얻을 수 있다면 전압을 증가시킴

(2) 정전용량 회로에 있어서는 고장전압의 1.5배까지 전압을 증가시킴

나) 표 2에 따라 점화가 더 쉽게 일어날 수 있는 폭발성 혼합가스를 이용한다. 이들 혼합가스는 인용된 값의 ±0.5%이내 일 것

＜표 2＞ 안전율 1.5에 해당하는 시험혼합가스의 조성

가스그룹	시험혼합가스의 조성(Volume %)
	산소 - 수소 - 공기혼합가스			산소 - 수소 혼합가스
	수소	공기	산소	수소	산소
Ⅰ	52	48	-	85	15
ⅡA	48	52	-	81	19
ⅡB	38	62	-	75	25
ⅡC	30	53	17	60	40

3) 불꽃점화시험시 고려해야 할 사항은 다음과 같이 할 것

가) 불꽃점화시험은 점화가 가장 일어나기 쉽게 구성된 회로에 대해 수행할 것

나) 에너지를 저장하는 정전용량과 인덕턴스 모두를 포함하는 회로의 경우, 시험회로는 정전용량과 인덕턴스를 조합하여 시험할 것

다) 분로단락보호회로를 이용하는 회로는 다음과 같이 할 것

(1) 분로단락보호회로를 사용하는 보호회로는 출력전압이 안정화된 후에, 제2호에 따른 기기등급에 대하여 점화를 발생시켜서는 아니 된다. 또한 다른 회로의 고장에 의한 분로단락보호회로의 동작이 방폭성능에 영향을 주는 경우, 분로단락보호회로의 동작중에 통전되는 에너지는 각 해당 기기그룹에 대하여 다음 값을 초과하지 않을 것

(가) 그룹 ⅡC 기기  20μJ

(나) 그룹 ⅡB 기기  80μJ

(다) 그룹 ⅡA 기기  160μJ

(라) 그룹  Ⅰ 기기  260μJ

(2) 분로단락보호의 통과에너지는  오실로스코프와 같은 측정장치를 이용하여 통과에너지를 확인할 것

4) 불꽃점화시험에서 점화가 발생하지 않으면 적합한 것으로 간주

2

온도시험

가. 모든 온도시험 데이터에는 기준주위온도 40℃ 또는 기기 표면에 표시된 최고주위온도를 표기해야 한다. 기준 주위온도에 따른 시험은 20℃와 기준 주위온도 사이의 임의의 온도에서 수행해야 한다. 온도시험의 결과는 시험을 행한 주위온도와 기준주위온도의 차를 측정한 온도에 더한다. 상승온도를 기준 주위온도에서 측정하였다면 그 값을 온도등급을 결정하는데 사용해야 한다.

나. 권선의 온도상승측정은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 시험 시작 전에 주위온도와 권선의 저항을 측정

2) 시험 종료 직후 주위온도와 권선의 최대저항을 측정

3) 다음 산식을 이용하여 온도상승을 계산

[eqn: t`=` { R} over {r } (k+ {t }_{1 })` -`(k+ { t}_{2 } )]

여기에서

t : 온도상승 (K)

r : 주위온도 t1에서의 권선의 저항 (Ω)

R : 시험전류 통전시의 권선의 최대저항

t1 :  r 측정시의 주위온도 (℃)

t2 :  R 측정시의 주위온도 (℃)

k :  0℃에서 권선저항의 온도계수로 동의 경우 234.5K

3

내전압시험

내전압시험은 해당 KS 또는 IEC 관련 규격에 따른다. 다만, 해당하는 일반산업규격이 없는 경우에는 다음 각 목에 따른다.

가. 시험은 (48～62)㎐의 정현파 교류전압 또는 교류전압의 1.4배인 직류전압(맥동율이 100분의 3 이하)으로 실시한다.

나. 전압 상승시간은 10초 이상, 유지시간은 60초로 한다.

다. 시험전압은 일정하게 유지해야 하며, 전류는 5㎃를 초과해서는 안 된다.

4

파라미터의 측정

가. 불특정 공급원으로부터 제출된 부품의 파라미타를 측정할 때에는 사용하지 않은 10개의 샘플에 대하여 기준주위온도 또는 최고주위온도에서 수행한다. 니켈 카드뮴 전지나 배터리 같이 온도에 예민한 부품의 경우에는 가장 불리한 조건을 얻기 위하여 낮은 온도에서 시험해야 한다.

나. 파라미타에 대한 가장 불리한 조건의 값은 직접 시료로부터 측정할 필요 없이, 샘플 부품 10개에 대한 시험을 통하여 얻는다.

5

전지 및 배터리시험

전지 및 배터리의 시험은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 시험에 대한 일반적인 사항은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 충전식 전지와 배터리는 시험을 수행하기 전에 충전과 방전을 최소한 2회 이상 실시한다. 두 번째 방전에서 전지 및 배터리의 용량이 제조자의 사양범위 내에 있는지를 확인

2) 단락을 시킬 경우에는 접속부를 제외한 단락용 링크의 저항값은 3mΩ 이하이거나 전압강하가 200㎷이하 또는 전지전압의 100분의 15를 초과하지 않아야 한다. 단락은 가능한 전지 또는 배터리 단자 가까운 곳에서 시행

나. 전지와 배터리의 전해액 누설시험은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 시험할 시료는 용기의 연결부가 있는 경우 아랫방향으로 하거나 또는 장치제조자가 정한 방향으로 하여 흡습지 위에 설치한 후, 다음 중 가장 불리한 조건으로 10개의 시료에 대하여 실시

가) 방전이 끝날 때까지 단락

나) 제조자가 권장하는 범위 내에서 입력전류 또는 충전전류를 인 것

다) 전지를 완전히 방전시키거나 또는 극을 반대로 하여 제조자가 권고한 범위 내에서 충전

2) 가목의 조건에는 별표 11제2호나목 및 다목에 따라 역충전시키는 것을 포함하며, 전지 또는 배터리 제조자가 권고한 충전속도를 초과하는 외부 충전회로는 사용하지 않음

3) 배터리를 냉각시켰을 때 흡습지의 표면 또는 시료의 표면에 육안으로 확인할 수 있는 누설의 흔적이 없어야 하며, 별표 11제4호라목9)에 따르기 위하여 충전물을 적용한 경우 시험 종료시 전지검사에서 별표 11제4호라목9)에 적합할 것

다. 전지 및 배터리의 불꽃점화시험과 표면온도측정은 다음 각 세목에 따라 실시한다.

1) 배터리가 이 관에서 정한 이격거리와 기타 요건들에 적합한 여러 개의 전지 또는 작은 배터리들로 조합되어 있을 경우, 전지와 배터리는 개별 부품으로 간주해야 한다. 전지간에 단락이 발생할 수 없는 특수 구조의 전지를 제외한 각 전지와 배터리의 고장은 한 개의 고장으로 간주하며, 주위조건에 대하여 별도로 정하지 않는 한 배터리는 외부단자 간에 단락고장이 발생하는 것으로 간주

2) 별표 11제4호라목9)의 규정에 적합한 전지와 배터리는 다음에 따라 시험할 것

가) 불꽃점화시험은 전지 또는 배터리의 외부단자에 대하여 실시한다. 단, 전지 및 배터리에 전류제한장치가 접속되어 있고 그 접속부가 별표 11제3호사목의 규정에 적합한 경우에는 제외

나) 시험할 때에는 전류제한장치를 포함하여 실시

다)  전지 또는 배터리의 내부저항을 본질안전평가에 포함시킬 경우, 전지 또는 배터리의 최소 저항값 적용

라) 신청인은 전지 또는 배터리의 사양서에 내부저항의 최소값을 명기할 것

마) 시험소는 내부저항을 확인 할 수 없는 경우 별표 11제4호라목3)의 규정에 따르는 개방첨두전압 및 전지 또는 배터리 10개의 시료에 대한 단락전류값 중 가장 불리한 조건의 값을 이용하여 내부저항을 결정할 것

바) 시료의 최고표면온도는 다음과 같이 할 것

(1) 전지 또는 배터리의 외부에 접속된 전류제한장치는 시험하는 동안 단락시킬 것

(2) 전지 용기의 일부분이 아닌 종이나 금속 등의 외피는 시험 중에 제거하며,

(3) 온도는 각 전지 또는 배터리의 바깥쪽에서 측정하여 최대값을 취함

(4) 시험은 회로에 전류제한장치가 취부된 상태 및 전류제한장치를 단락시킨 상태 두 가지 모두에 대하여 각각 10개의 시료에 대하여 시험을 실시

6

기계적시험

기계적시험은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 충전물에 대한 기계적시험은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 끝부분이 평평한 지름 6㎜의 금속봉을 충전물의 표면에 수직으로 30N의 힘으로 10초 동안 가하여 충전물표면에 손상이나 영구적인 변형 및 1㎜ 이상의 이동이 없을 것

2) 충전물의 표면이 외부로 노출되는 경우 제1절 별표 6의6에 따른 시험기로 (20 ±10)℃의 온도에서 충전물의 표면에 대하여 다음에 따른 충격시험을 실시

가) 그룹Ⅰ기기는 충격에너지 20J

나) 그룹 II 기기는 충격에너지는 2J

3) 충전물은 손상 및 영구적인 변형이 없어야 하며, 표면의 미세한 균열은 무시

나. 분리벽은 지름이 6㎜인 시험봉을 최소 30N의 힘으로 10초 동안 분리벽의 중심부에 인가했을 때 견뎌야 하며, 분리벽의 성능에 영향을 주는 부적합한 변형이 없어야 한다.

7

압전소자의최대에너지측정 시험

압전소자를 내장한 기기의 시험은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 작동 중에 접촉할 수 있는 기기의 임의 부분에 대하여 별표 6의6에 따른 시험기로 (20 ±10)℃에서 별표 6의 표 1의 “높음”항에 따른 충격시험을 했을 때 압전소자의 정전용량 및 압전소자에 나타나는 전압을 측정한다. 전압의 측정은 동일 시료에 대하여 두 번 시험을 실시하여 더 높은 값을 취한다.

나. 압전소자를 내장한 기기에 물리적 충격으로부터 기기를 보호하기 위하여 가드를 설치한 경우, 충격시험은 가드 자체 및 제조자의 의도대로 기기에 가드가 설치된 경우 모두에 대하여 실시한다.

다. 측정된 최대전압에서 커패시턴스에 축적된 최대 에너지는 다음 각 목의 값을 초과해서는 안 된다.

1) 그룹 Ⅰ 기기    :  1 500μJ

2) 그룹 Ⅱ A기기  :   950μJ

3) 그룹 Ⅱ B기기  :   950μJ

4) 그룹 Ⅱ C기기  :   950μJ

라. 압전소자의 전기적인 출력이 보호부품(가드 포함)에 의하여 제한되는 경우, 이들 부품은 충격이 가해졌을 때 방폭성능에 영향을 줄 수 있는 손상이 발생해서는 안 된다.

마. 압전소자를 내장한 기기에 특정값을 초과하는 충격에너지가 가해지는 것을 방지하기 위하여 기기를 보호해야 할 경우, 사용상 안전에 대한 특별한 요건을 정해야 하며 기호 X를 표시해야 한다.

8

다이오드의 고전류펄스시험

다이오드안전배리어 또는 안전분로가 과도현상에 견딜 수 있는 지를 확인하기 위한 시험방법은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 무고장 정격 저항기는 정해진 전원으로부터 예상되는 과도현상에 견딜 수 있는 것으로 본다.

나. 다이오드는 퓨즈 저항값과 퓨즈와 직렬로 접속된 무고장 저항기의 저항값의 합으로 최대 교류(직류)전압(Um)의 최대전압을 나눈 값에 대하여 견디는 것을 다이오드 제조자의 사양서 또는 다음에 따른 시험으로 확인해야 한다.

1) 다이오드형식에 따라 다이오드순방향(제너다이오드의 경우는 제너방향)으로 20㎳ 동안 50㎲ 간격으로 5개의 구형파 전류펄스를 인가

2) 펄스의 진폭은 20℃에서의 퓨즈의 냉저항값(회로상 임의의 무고장 직렬저항은 합한다)으로 Um의 첨두값을 나눈 값으로 함

3) 데이터와 비교 했을 때 용단시간이 50㎲를 초과하는 경우, 펄스폭을 실제의 용단시간을 따름

4) 용단시간을 제조자의 자료로부터 얻을 수 없을 경우, 10개의 퓨즈에 대하여 상기의 방법으로 계산하여 용단시간을 측정한다. 이 값이 50㎲보다 크다면 이 값을 이용할 것

5) 다이오드전압은 이 시험 전·후에 제조자가 정한 시험전류를 흘려 다이오드에서 측정 한다. 측정된 전압의 차가 100분의 5 이상 되어서는 안 된다. 시험 중 관찰된 가장 높은 상승전압을 반도체전류제한장치에 적용한 펄스시험의 최대 전압값으로 사용해야 한다. 시험 후에 이들 반도체부품은 부품 제조자의 사양에 적합한지를 다시 확인할 것

9

케이블 인장시험

외부 접속용 케이블이 기기 제작시 일체형으로 제작된 경우 기기 내부의 케이블 접속부분이 파손되어 본질안전에 영향을 줄 수 있다면 다음 각 목에 따라 케이블에 대하여 인장시험을 한다.

가. 기기의 케이블 인입방향에 대해서 최소 1시간 동안 최소 30N의 인장력을 인가한다.

나. 케이블 외장이 벗겨지더라도, 케이블 끝단 접속부분의 이탈이 없어야 한다.

다. 이 시험은 영구적으로 접속된 케이블의 각각의 도체에 대해서는 적용하지 않는다.