【별표 7의2】내압방폭구조인 전기기기의 성능시험(제15조 관련)

번호

구  분

내  용

1

일반사항

내압방폭용기의 성능시험은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 성능시험은 별표 6의2의 제4호나목에 따라 충격시험을 실시한 시료 중 하나를 사용해서 다음의 순서에 따라 실시한다. 다만, 폭발강도시험이 폭발인화시험 이후에 실시할 필요가 있거나, 이미 기계적 강도에 영향을 미치는 추가 시험을 수행한 시료를 사용해서 강도시험을 실시해야 하는 경우, 시험 순서를 달리할 수 있다.

1) 폭발압력(기준압력) 측정

2) 폭발강도(정적 및 동적)시험

3) 폭발인화시험

나. 성능시험은 모든 내용물이 용기에 장착한 상태로 시험한다. 다만, 이와 동등한 부품을 내용물로 대신 사용할 수도 있다.

다. 제조자가 제시한 자세한 부품 배열방법이 있고, 빈 용기가 최악의 폭발압력을 발생시키는 조건인 경우에는 빈 용기 상태로 시험을 할 수 있다.

라. 부품의 일부가 용기에 포함되지 않은 상태에서 사용할 수 있도록 설계된 경우, 가장 가혹한 조건에서 시험을 실시해야 한다.

마. 다목 및 라목인 경우에는 인증기관은 제조자가 제시한 내용을 근거로 허용되는 용기의 종류 및 부품 배열방법을 인증서에 명시해야 한다.

바. 부품이 용기 내부에서 이동하여 사용할 수 있는 경우, 부품의 배열은 최악의 조립조건에서 시험해야 한다.

2

폭발강도

시험의 판정방법

폭발강도시험은 제3호에 따라 기준압력을 정하고, 제4호에 따라 강도시험을 실시해야 하며, 시험결과 용기의 방폭성능을 저하시키는 손상이나 변형이 발생하지 않아야 하고, 접합면 틈새의 어느 부분도 규정된 값을 초과하는 확대가 없어야 한다.

3

기준압력의 측정

기준압력의 측정은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 기준압력 측정의 일반 요구사항은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 기준압력은 대기압 하에서 실시된 시험에 의하여 측정된 압력의 최대값으로 결정하며, 폭발압력 측정을 위해서 3dB 포인트가 5 kHz ±10%인 로우 패스 필터를 사용

2) 주위온도가 -20℃ 미만인 곳에서 사용하는 전기기기인 경우, 기준압력은 최소주위온도보다 낮은 온도에서 측정할 것

3) 2)의 적용이 어려울 경우, 그룹 I, IIA, IIB 전기기기 및 내부 빈 내용적이 2,000㎤ 미만인 그룹 IIC 전기기기에 대한 기준압력은 상온에서 초기압력을 높여서 측정하거나, 상온에서 초기압력을 대기압으로 하여 측정된 기준압력에 표 1의 시험계수 값을 곱하여 얻은 값을 기준압력으로 정할 수 있음

<표 1> 최소주위온도에 따른 시험계수

최소주위온도(℃)	≥-20	≥-30	≥-40	≥-50	≥-60
시험계수	1.0	1.37	1.45	1.53	1.62

4) 3)의 시험가스의 절대압력(P, ㎪)은 최소주위온도(Ta,min,℃)를 사용해서 다음 공식으로 계산

P = [293 / (Ta,min + 273)]㎪

나. 기준압력의 측정방법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 용기 내부에 채워진 시험가스를 점화시켜 발생하는 폭발압력을 측정 및 기록

2) 시험가스의 점화에는 한개 이상의 점화원을 사용한다. 다만, 용기에 시험가스를 점화시킬 수 있는 기구가 있을 경우, 이 기구로 폭발을 발생시킬 수도 있음

3) 점화원과  압력기록장치의 위치는 최고압력이 발생될 수 있는 지점에 부착하고, 탈착식 가스켓을 적용한 경우에는 가스켓이 부착된 상태에서 시험할 것

4) 시험회수 및 시험가스(대기압 상태에서 공기와의 부피비)는 표 2과 같음

<표 2> 기준압력을 측정하기 위한 시험가스 및 시험회수

전기기기 그룹	시험가스의 조성(부피 %)	시험회수
I	메탄 (9.8 ±0.5 )	3회
IIA	프로판 (4.6 ±0.3 )	3회
IIB	에틸렌 (8.0 ±0.5)	3회
IIC	수소 (31 ±1 )	3회
	아세틸렌 (14 ±1)	3회

다. 회전전기기계의 기준압력측정 시 운전상태 및 압력측정 위치는 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 회전전기기계는 정지상태에서 시험을 실시하며, 필요한 경우 회전상태에서 시험을 할 수 있다. 다만, 회전상태에서 시험할 경우 회전속도는 정격속도의 (90 ～ 100)%에서 실시할 것

2) 폭발압력은 점화측, 점화 반대측 및 최대압력이 발생할 것으로 예상되는 지점에서 측정

라. 기준압력측정 중에 압력중첩이 발생할 우려가 있는 경우, 해당 가스그룹마다 표 2의 시험가스를 사용하여  5회 시험을 실시한다. 다만, 그룹 IIB 전기기기인 경우에는 해당 시험가스에서 5회 실시 후 수소/메탄(혼합비 85/15) 시험가스 (24 ±1) 부피 %를 사용해서  5회 추가 시험을 실시해야 한다.

마. 특정가스에 대한 표시방법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 지정된 가스에만 사용하는 전기기기는 폭발압력이 최대가 되도록 대기압에서 공기와 해당 가스를 혼합하여 시험해야 하며, 해당되는 그룹의 시험가스에 대해서는 시험하지 않는다. 이 경우 제한되는 용도는 별표 6의 제24호나목9)에서 따라 표시할 것

2) 특정가스를 제외해야 하는 경우, 그 내용을 별표 6의 제24호나목9)에 따라 표시하고, 인증서에 명시할 것

3) 특정가스에 대한 폭발시험을 실시하고, 추가로 더 낮은 그룹에서 요구되는 시험도 실시한 경우, 특정가스에 대한 표시와 이 가스그룹보다 한 단계 낮은 그룹에 대한 표시를 이중으로 할 수 있음(예 : IIB + H2).

4

강도시험

강도시험은 가목의 정적압력시험 또는 나목의 동적압력시험을 실시해야 하며, 주위온도가 -20℃ 미만인 곳에 사용하는 전기기기인 경우, 최소주위온도보다 낮은 온도에서 실시한다. 다만, 사용 재료의 인장강도 또는 항복점이 저온에서 감소되지 않는 것이 재료 사양서에 표시되어 있을 경우, 상온에서 실시할 수 있다.

가. 제 1 시험법(정적압력시험)은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 정적압력은 다음 중 어느 하나를 시료에 가해야 함

가) 기준압력의 1.5배(최저 350㎪)

나) 정기확인시험을 하지 않은 용기의 경우 기준압력의 4배

다) 기준압력 측정이 불가능할 경우에는 표 3에서 정한 정적압력

<표 3> 기준압력 측정이 불가능한 경우의 정적압력

내용적(cm3)	전기기기 그룹	압력(㎪)
≤ 10	I, IIA, IIB, IIC	1,000
> 10	I	1,000
> 10	IIA, IIB	1,500
> 10	IIC	2,000

2) 가압시간은 최소 10초에서 최대 60초를 적용

3) 시험회수는 1회 실시

4) 시험결과가 제2호에 적합하고, 용기 벽을 통해 누수가 발생하지 않으면 강도시험이 적합한 것으로 판정

나. 제 2 시험법(동적압력시험)은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 용기에 가해지는 최대압력이 기준압력의 1.5배(최저 350㎪)가 되도록 실시

2) 표 2에서 규정한 시험가스로 시험을 실시하는 경우, 용기 내부의 초기압력을 미리 가압해서 폭발압력을 기준압력의 1.5배로 만들 수 있음

3) 시험은 1회 실시한다. 다만, 그룹 IIC 전기기기는 해당 가스마다 3회 실시

4) 시험결과가 제2호에 만족하면 강도시험이 적합한 것으로 판정

5

폭발

인화시험의 일반

요구사항

폭발인화시험의 일반요구사항은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 내압방폭 성능유지에 관계없는 패킹 또는 가스켓(별표 7의 제5호 참조)을 분리한 상태에서 시료를 시험조에 설치한 후 시료와 시험조에 동일한 시험가스를 대기압 상태로 주입한다.

나. 나사접합면의 조임깊이(맞물림) 감소율은 표 4와 같이 한다.

다. 마개접합, 원통접합 및 평면접합에 대한 접합면의 길이는 제조자가 제품에 규정한 접합면길이의 115%를 넘지 않아야 한다.

라. 접합면의 길이(L)가 원통부로만 구성되어 있는 마개접합의 평면틈새(별표 7의 제3호그림2b 참조)는 그룹 I 및 그룹 IIA인 경우 1 mm, 그룹 IIB인 경우 0.5mm, 그룹 IIC인 경우 0.3mm로 확대해야 한다.

마. 비나사 접합면이 존재하고, 주위온도가 60℃보다 높은 곳에서 사용하는 전기기기인 경우, 다음 중 어느 하나의 조건으로 폭발인화시험을 실시해야 한다.

1) 지정된 최고주위온도 이상의 온도에서 시험

2) 표 5의 시험계수에 따라 초기압력을 증가하고 규정된 시험가스를 사용해서 상온에서 시험

3) 표 5의 시험계수에 따라 시험틈새(iE)를 확대하고 대기압 및 상온에서 시험

바. 용기의 접합면이 온도상수가 서로 상이한 재료로 조립되어 접합면의 틈새가 영향을 받을 경우(예 : 금속골격과 원통틈새를 형성하는 유리창) 다음 중 어느 하나의 조건으로 폭발인화시험을 실시해야 한다.

1) 20 ℃에서의 최대구조틈새와 규정된 최고주위온도(Ta,max)에서 틈새 확대를 고려하여 계산한 최대틈새(iC,T)를 확인하고, 시험틈새(iE)를 계산한 최대틈새(iC,T)의 100분의 90 이상으로 확대하여 시험 실시

2) 20 ℃에서의 최대구조틈새와 규정된 최고주위온도(Ta,max)에서 틈새 확대를 고려해 계산한 최대틈새(iC,T)를 확인하고, 다음 공식에 따라 증가된 초기압력에서 규정된 시험가스를 사용하여 시험 실시

PV = (iC,T / iE) × 0.9

<표 4> 폭발인화시험을 위한 나사접합면의 조임깊이 감소율

나사 접합형태	조임깊이 감소율
	그룹 I, IIA, IIB (6호)		그룹 IIC (7호)
	가목	나목	가목	나목
ISO 965에 적합하고 보통 또는 정밀한 원통형 나사접합	감소 없음	1/3	1/3	감소 없음
위 수준보다 허용오차가 큰 원통형 나사접합	1/3	1/2	1/2	1/3
테이퍼 나사접합	감소 없음	1/3	1/3	감소 없음
-비고. 테이퍼 나사의 경우 나사 기준의 최고허용오차에서 최소한 손으로 조인 상태로 접합면을 조립하여 시험 -나사접합길이 감소 예: 나사산에 손으로 조인 상태의 위치를 표시하고, 부품을 탈거하여 나사를 제거하거나, 구멍을 뚫어서 접합면길이를 줄인 후 그 부품을 최초 표시위치까지 다시 조립

<표 5> 압력 또는 시험틈새(iE)를 높이기 위한 시험계수

최고온도 (℃)	그룹 I 12.5% CH4/H2	그룹 IIA 55% H2	그룹 IIB 37% H2	그룹 IIC 27.5% H2 (150㎪) 7.5% C2H2 (150㎪)
60	1.00	1.00	1.00	1.00
70	1.06	1.05	1.04	1.11
80	1.07	1.06	1.05	1.13
90	1.08	1.07	1.06	1.15
100	1.09	1.08	1.06	1.16

6

폭발

인화시험

(I, IIA 및 IIB)

그룹 I, IIA 및 IIB 전기기기 의 폭발인화시험은 다음 각 목과 같이 한다.

가. 시험방법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 용기의 시험틈새(iE)는 최소한 제조자 도면에서 규정된 최대구조틈새(iC)의 100분의 90 이상일 것(0.9 iC ≤ iE ≤ iC)

2) 시료 및 시험조에 사용하는 시험가스(대기압 상태에서 공기와의 부피비)는 다음과 같음

가) 그룹 I 전기기기 : (12.5 ±0.5)% 메탄-수소〔(58 ±1)% 메탄과 (42 ±1)% 수소〕 (MESG = 0.8 mm)

나) 그룹 IIA 전기기기 : (55.0 ±0.5)% 수소 (MESG = 0.65 mm)

다) 그룹 IIB 전기기기 : (37.0 ±0.5)% 수소 (MESG = 0.35 mm)

3) 해당 전기기기 그룹의 안전계수(해당 그룹의 대표가스의 최대실험안전틈새와 해당 시험가스의 최대실험안전틈새의 비,K)는 다음과 같음

가) 그룹 I 전기기기 : K = 1.14 / 0.8 = 1.42 (메 탄)

나) 그룹 IIA 전기기기 : K = 0.92 / 0.65 = 1.42 (프로판)

다) 그룹 IIB 전기기기 : K = 0.65 / 0.35 = 1.85 (에틸렌)

4) 시료의 시험틈새(iE)가 가목1)의 조건에 적합하지 못하는 경우, 제조자와 인증기관의 합의에 따라 다음 방법 중 어느 하나를 폭발인화시험을 위한 성능시험에 사용할 수 있음

가) 표 6과 같이 MESG 값이 더 작은 시험가스를 사용하여 시험 실시

<표 6> 시험틈새(iE)에 따른 시험가스

전기기기 그룹	iE/iC	시험가스	초기압력
I	≥ 0.75 ≥ 0.6	(55.0 ±0.5)% H2 (50.0 ±0.5)% H2	대기압
IIA	≥ 0.75 ≥ 0.6	(50.0 ±0.5)% H2 (45.0 ±0.5)% H2	대기압
IIB	≥ 0.75	(28 ±1)% H2	대기압
	≥ 0.6	(28 ±1)% H2	140㎪

나) 나목의 규정된 시험가스를 다음 공식에 따라 선가압계수(Pk)를 적용하여 초기압력을 미리 가압하여 시험 실시

Pk = (iC / iE ) × 0.9

나. 그룹 IIA 및 IIB의 용기가 가목의 시험에 의해 파손 또는 변형의 우려가 있는 경우, 시료틈새는 제조자가 규제한 최대값보다 확대하여 시험할 수 있다. 이 경우 확장계수는 그룹 IIA 전기기기는 1.42, 그룹 IIB 전기기기는 1.85를 적용하며,  시료 및 시험조에 사용할 시험가스(대기압 상태에서 공기와의 부피비)는 다음과 같다.

1) 그룹 IIA 전기기기 : 프로판  (4.2 ±0.1)%

2) 그룹 IIB 전기기기 : 에틸렌  (6.5 ±0.5)%

다. 가목 또는 나목의 시험을 5회 실시하여 시료 내부에서의 폭발이 시험조로 전달되지 않으면 폭발인화시험에 적합한 것으로 판정한다.

7

폭발

인화시험

(IIC)

그룹 IIC 전기기기의 폭발인화시험은 다음 가목 또는 나목의 방법에 의해 실시해야 한다.

가. 제 1 시험법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 나사접합을 제외한 모든 접합면의 틈새는 다음과 같이 확대한다. 다만, 평면접합면인 경우 iE 값은 최소 0.1mm 이상일 것

iE = 1.5 × iC

여기에서 iE = 시험틈새,

iC = 제조자가 도면에서 규정한 최대구조틈새

2) 시료 및 시험조에 사용할 시험가스(대기압 상태에서 공기와의 부피비)는 다음과 같을 것

가) 수소  (27.5 ±1.5)%

나) 아세틸렌  (7.5 ±1)%

3) 각 시험가스마다 시험을 5회 실시한다. 다만, 용기를 수소 또는 아세틸렌에만 사용할 경우 해당되는 시험가스만 사용하여 시험을 실시

나. 제 2 시험법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 다음 공식에 적합한 시험틈새(iE)의 시료에 대하여 시험을 실시할 것

0.9 iC ≤ iE ≤ iC

2) 제 1 시험법에서 규정한 시험가스 중 하나를 시료 및 시험조에  대기압의 1.5배 압력으로 채움

3) 각 시험가스마다 시험을 5회 실시

4) 시료의 시험틈새(iE)가 1)세목의 조건에 적합하지 못하는 경우 다음 공식에 의해 선가압계수(Pk)를 적용하여 초기압력을 미리 가압하여 시험을 실시할 수 있음

Pk = (iC / iE ) × 1.35

다. 한가지 접합면으로 구성되어 있는 전기기기인 경우 시험틈새를 변경하지 않고 가목에서 규정한 시험가스를 사용하여 대기압에서 시험을 5회 실시한다.

라. 시료 내부에서의 폭발이 시험조로 전달되지 않으면 폭발인화시험에 적합한 것으로 판정한다.

8

통기 및 배수장치의 성능시험

(일반사항)

통기 및 배수 장치가 있는 방폭용기의 성능시험은 별표 6의2의 제4호나목의 충격 시험을 실시한 시료를 사용하여 다음 각 호에 따라 시험을 실시해야 하며, 시료의 최대기포시험 기공크기는 지정된 최대기포시험 기공크기의 100분의 85 이상이어야 한다. (별표 7의5 참조)

9

통기 및 배수장치의 성능시험

(폭발

강도시험)

통기 및 배수장치의 폭발강도시험은 다음 각 목을 추가하여 제2호에 따라 시험을 실시한다.

가. 제3호에 따라 폭발압력(기준압력)을 측정하기 위해 통기장치와 배수장치를 고체 플러그로 교체한다.

나. 제4호에 따라 강도시험을 하기 위하여 얇고 유연한 막(예: 얇은 플라스틱 판)을 통기 및 배기 장치의 내측 면에 붙인다.

다. 강도시험 후에 장치에는 방폭 구조에 영향을 미칠 만한 영구 변형이나 손상이 없어야 한다.

10

통기 및 배수장치의 성능시험

(온도시험)

통기 및 배수장치의 온도시험은 다음 각 목에 적합해야 한다.

가. 시험방법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 장치가 부착된 용기는 제11호가목의 방법에 따라 시험한다. 다만, 점화원의 위치는 열 영향이 가장 가혹하게 나타나는 지점에 설치할 것

2) 시험 도중 장치의 외측 면의 온도를 측정해야 하며, 시험은 (4.2 ±0.1)% 프로판(대기압 상태에서 부피비) 시험가스를 적용하여 5회 실시한다. 다만, 아세틸렌에 사용하는 장치인 경우 (7.5 ±0.1)% 아세틸렌(대기압 상태에서 부피비) 시험가스를 사용할 것

3) 잠재적 위험가스가 강제적으로 또는 유도되어 흐를 가능성이 있는 용기의 경우 이 가스가 장치와 용기를 통해 흐르도록 용기를 구성할 것

4) 환기 및 시료 채취 시스템은 제조자가 사용설명서에 규정한 방법대로 작동되어야 하며, 매 5회 시험을 실시한 후에 장치의 외면에서 연소가 지속될 수 있을 정도로 충분한 시간동안 외부 폭발성 혼합물을 유지할 것(예 : 최소 10분 동안 장치의 외면온도를 높이거나, 외면으로 열이 전달되도록 최소한 10분 동안 유지)

나. 시험 후 연속적인 연소가 관찰되지 않아야 하고, 화염이 전파되지 않아야 하며, 전기기기의 온도등급은 측정한 장치의 표면온도 상승에 1.2의 안전계수를 곱하여 정한다.

11

통기 및 배수장치의 성능시험

(폭발

인화시험)

통기 및 배수장치의 폭발인화시험은 다음 각 목을 추가하여 제5호부터 7호까지에 따라 시험을 실시한다.

가. 시험방법은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 점화원은 통기 및 배수 장치의 내측 면에 근접한 부위와 추가로 장치의 표면에서 최대폭발압력과 압력상승속도가 높게 발생할 것으로 판정되는 한 곳 또는 여러 곳의 지점에 설치

2) 용기에 동일한 장치가 한 대 이상 있을 경우, 가장 불리한 결과를 가져올 것으로 판단되는 장치로 시험을 실시

3) 용기 내의 시험가스를 점화하여 각각의 점화원 위치마다 시험을 5회 실시

나. 통기 및 배수 장치에 관한 폭발인화시험은 다음 각 세목과 같이 한다.

1) 그룹 I, 그룹 IIA, IIB의 통기 및 배수 장치의 경우, 제6호의 폭발인화시험을 적용할 것

2) 통로를 측정할 수 있는 그룹 IIC의 통기 및 배수 장치의 경우, 제7호와 아래의 A시험법 또는 B시험법을 적용할 것

3) 통로를 측정할 수 없는 그룹 IIC의 통기 및 배수 장치의 경우, 아래의  A시험법 또는 B시험법을 적용할 것

가) 통기 및 배수 장치에 관한 폭발인화시험의 A시험법은 다음과 같을 것

(1) 수소에만 사용하도록 되어 있는 장치의 경우 수소/공기 시험가스로만 시험 실시

(2) 각 시험가스마다 시험을 5회 실시해야 하며, 시험 방법은 제7호나목과 제11호가목과 같을 것

나) 통기 및 배수 장치에 관한 폭발인화시험의 B시험법은 다음과 같을 것

(1) 이 방법에서는 사용할 수 있는 그룹 IIC 가스의 범위가 제한되며, 사용제한은 별표 6의 제24호나목9)에 따라 표시해야 하고, 인증서에 이를 명시할 것

(2) 이황화탄소는 내용적이 100cm3보다 큰 용기에는 제외됨

(3) 사용하는 시험가스(대기압 상태에서 공기와의 부피비)는 다음과 같을 것

(가) (40 ±1)% 수소, (20 ±1)% 산소, 나머지는 질소

(나) (10 ±1)% 아세틸렌, (24 ±1)% 산소, 나머지는 질소

(4) 제11호가목에 따라 각 시험가스마다 시험을 5회 실시

(5) 수소에만 사용하도록 되어 있는 장치의 경우, 수소/공기 시험가스만 적용

다. 판정기준은 화염이 시험조에 전파되지 않아야 한다.