산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리(심화)
산업안전기사 실기 신출대비 암기장 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)
산업안전기사 실기 신출대비 암기장

산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리(심화)

총 9문항 · 주관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
산업안전기사 실기 신출대비 암기장모두CBT · moducbt.com

산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리(심화)

총 9문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1
KS C IEC 60079-10-2에 따라 가연성 분진에 의한 폭발위험장소는 20종·21종·22종으로 구분한다. 각 장소를 분진운(폭발분위기)의 존재 빈도·지속시간 기준으로 정의하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
① 20종 장소: 공기 중 가연성 분진운 형태의 폭발분위기가 연속적으로, 또는 장기간·빈번하게 존재하는 장소.
② 21종 장소: 정상작동 중 공기 중 가연성 분진운 형태의 폭발분위기가 가끔(때때로) 형성될 수 있는 장소.
③ 22종 장소: 정상작동 중에는 가연성 분진운 폭발분위기가 존재하지 않으나, 존재하더라도 짧은 기간에 그치는(비정상 시 단기간 형성) 장소.
■ 핵심 채점어: 20종 연속·장기간·빈번 / 21종 정상작동 중 가끔 / 22종 비정상 시 단기간 / 분진운 폭발분위기
※ 근거: KS C IEC 60079-10-2(분진 폭발위험장소 구분), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리)


[해설]

KS C IEC 60079-10-2는 분진 폭발위험장소를 분진운 형태의 폭발분위기가 얼마나 자주, 얼마나 오래 존재하는지에 따라 나눈다.

  • 20종 — 분진운 폭발분위기가 연속적으로, 또는 장기간·빈번하게 존재하는 장소.
  • 21종 — 정상작동 중에도 분진운 폭발분위기가 가끔(때때로) 생길 수 있는 장소.
  • 22종 — 정상작동 중에는 존재하지 않고, 비정상 상황에서 생기더라도 짧은 기간에 그치는 장소.

가스·증기 폭발위험장소의 0종·1종·2종과 빈도 순서가 그대로 대응한다. 혼동 주의: 가스는 0·1·2종, 분진은 20·21·22종으로 부르는 체계가 다르다.

문제 2
KS C IEC 60079-0에서 폭발성 분진 분위기용 전기기기(그룹 III)는 대상 분진의 성질에 따라 IIIA·IIIB·IIIC로 세분한다. 각 세분그룹이 대상으로 하는 분진의 종류를 쓰고, 하위·상위 호환관계(어느 그룹 인증기기가 어느 분진까지 커버하는지)를 서술하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
① IIIA: 가연성 부유물(combustible flyings, 예: 섬유·목재 부스러기 등 크기가 큰 고체 입자).
② IIIB: 비도전성(부도체) 분진.
③ IIIC: 도전성 분진(예: 금속 분진 등).
호환관계: 상위 그룹 인증기기가 하위를 포함한다 — IIIC 인증기기는 IIIB·IIIA 분진 장소에 사용 가능, IIIB 인증기기는 IIIA에는 사용 가능하나 IIIC(도전성)에는 사용 불가.
■ 핵심 채점어: IIIA 가연성 부유물 / IIIB 비도전성 분진 / IIIC 도전성 분진 / IIIC가 IIIB·IIIA 포함 / 도전성이 가장 엄격
※ 근거: KS C IEC 60079-0(기기 그룹 및 분진 그룹 IIIA/IIIB/IIIC)


[해설]

KS C IEC 60079-0은 분진용 기기인 그룹 III를 분진의 입자 크기와 전기 전도성에 따라 세 그룹으로 나눈다.

  • IIIA — 섬유·목재 부스러기처럼 크기가 큰 가연성 부유물(공기 중에 떠다니는 고체 조각).
  • IIIB — 전기가 통하지 않는 비도전성 분진.
  • IIIC — 금속분처럼 전기가 통하는 도전성 분진으로, 기기 안에 들어가면 단락을 일으킬 수 있어 가장 엄격하다.

상위 그룹 인증기기는 하위 그룹을 포함하므로 IIIC 인증기기는 IIIB·IIIA 장소에도 쓸 수 있다. 반면 IIIB 인증기기는 IIIA에는 쓸 수 있지만 IIIC 장소에는 쓸 수 없다.

문제 3
분진 폭발위험장소용 방폭 전기기기에 다음과 같이 표시되어 있다. 각 표기부의 의미를 해독하시오.
[ Ex tb IIIC T135℃ Db ]
정답 및 해설
[모범답안]
① Ex: 방폭 인증(폭발위험장소용 기기).
② tb: 분진 방폭구조 't'(용기에 의한 보호, protection by enclosure)이며 보호수준 등급 tb(기기보호등급 Db에 대응).
③ IIIC: 분진 그룹 IIIC(도전성 분진용).
④ T135℃: 기기의 최고표면온도가 135℃임(분진은 온도등급 대신 실제 최고표면온도를 ℃로 표기).
⑤ Db: 기기보호등급(EPL) Db → 21종 장소에 적용 가능(20종은 Da 필요).
■ 핵심 채점어: t=용기에 의한 보호(enclosure) / IIIC 도전성 분진 / T135℃ 최고표면온도 / Db=EPL, 21종 / 분진은 실제온도(℃)로 표기
※ 근거: KS C IEC 60079-31(분진 방폭구조 t), KS C IEC 60079-0(EPL Da/Db/Dc, 분진그룹)


[해설]

분진용 방폭기기 표시는 KS C IEC 60079-0·60079-31에 따라 방폭 인증, 보호구조, 분진 그룹, 최고표면온도, 기기보호등급을 차례로 적는다.

  • Ex — 폭발위험장소에서 쓰도록 방폭 인증을 받은 기기라는 표시.
  • tb — 분진 방폭구조 't'(용기에 의한 보호)로 분진이 기기 안으로 들어오지 못하게 막는 구조이며, 보호수준은 Db에 대응한다.
  • IIIC — 분진 그룹 가운데 도전성 분진에 쓸 수 있는 기기.
  • T135℃ — 기기 최고표면온도가 135℃이며, 분진용은 T등급 대신 실제 온도를 ℃로 적는다.
  • Db — 기기보호등급(EPL)으로, 21종 장소까지 쓸 수 있다.

혼동 주의: 20종 장소에는 더 엄격한 Da 등급 기기가 필요하다.

문제 4
KS C IEC 60079-14에 따르면 분진 폭발위험장소용 기기의 최고표면온도는 (ⓐ 분진운 최소발화온도의 23\dfrac{2}{3} 이하) 및 (ⓑ 5mm 퇴적층 최소발화온도에서 75K를 뺀 값 이하) 두 조건을 모두 만족해야 한다. 어떤 분진의 분진운 최소발화온도가 300℃, 5mm 퇴적층 최소발화온도가 250℃일 때, 설치 가능한 기기의 최고표면온도 상한값을 구하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
조건ⓐ = 23×300=200\dfrac{2}{3}\times300=200℃
조건ⓑ = 250−75=175250-75=175℃
두 조건을 모두 만족해야 하므로 더 낮은 값이 지배한다.
∴ 기기 최고표면온도 상한 = min⁡(200,175)=175\min(200,175)=175℃
■ 핵심 채점어: 2/3×300=200℃ / 250-75=175℃ / 둘 중 낮은 값 / 최고표면온도 175℃
※ 근거: KS C IEC 60079-14(분진층 존재 시 표면온도 제한: 분진운 발화온도의 2/3, 5mm 퇴적층 발화온도 −75K)


[해설]

KS C IEC 60079-14는 분진운 발화와 바닥에 쌓인 분진층의 축열 발화를 모두 막도록 두 조건을 함께 만족하게 한다. 따라서 둘 중 낮은 값이 상한이 된다.

분진운 기준: 23×300=200\dfrac{2}{3}\times300=200℃
5mm 퇴적층 기준: 250−75=175250-75=175℃
최고표면온도 상한: min⁡(200,175)=\min(200,175)=175℃

혼동 주의: 계산이 맞아도 큰 값인 200℃를 답으로 쓰면 퇴적층 조건을 어겨 오답이다.

문제 5
국내(구) 방폭 분류에서 가연성 가스·증기는 발화온도(발화점)에 따라 발화도 G1~G5로 구분한다. 각 발화도에 해당하는 발화온도 범위를 빈칸에 쓰시오.
G1: ( ① )℃ 초과
G2: 300 초과 ( ② ) 이하
G3: ( ③ ) 초과 300 이하
G4: 135 초과 ( ④ ) 이하
G5: ( ⑤ ) 초과 135 이하
정답 및 해설
[모범답안]
① 450 ② 450 ③ 200 ④ 200 ⑤ 100.
즉 G1: 450℃ 초과
G2: 300 초과~450 이하
G3: 200 초과~300 이하
G4: 135 초과~200 이하
G5: 100 초과~135 이하.
(경계값 450·300·200·135·100℃는 IEC 온도등급 T1~T5 경계와 일치한다.)
■ 핵심 채점어: G1 450 초과 / G2 300~450 / G3 200~300 / G4 135~200 / G5 100~135
※ 근거: 국내(구) 방폭 발화도 분류(발화온도 기준); 경계값은 KS C IEC 60079-0 온도등급 T1~T5 경계와 동일


[해설]

국내(구) 방폭 분류의 발화도는 가연성 가스·증기를 발화온도로 나눈다. 발화온도가 낮을수록(불이 잘 붙을수록) 높은 등급(G 뒤의 숫자가 큰 쪽)이 된다.

  • G1 — 450℃ 초과로, 가장 발화하기 어려운 물질군.
  • G2 — 300℃ 초과 450℃ 이하.
  • G3 — 200℃ 초과 300℃ 이하.
  • G4 — 135℃ 초과 200℃ 이하.
  • G5 — 100℃ 초과 135℃ 이하로, 가장 낮은 온도에서 발화하는 물질군.

경계값 450·300·200·135·100℃는 KS C IEC 60079-0 온도등급 T1~T5의 경계와 같으므로 함께 외우면 된다. 혼동 주의: 온도등급은 기기 최고표면온도 기준이고, 발화도는 가스의 발화온도 기준이다.

문제 6
KS C IEC 60079-10-1에서 가스 폭발위험장소는 '누출등급(grade of release)'을 먼저 판정한 뒤 환기를 고려해 장소등급(0/1/2종)을 정한다. 다음 세 가지 누출등급이 (환기가 양호한 표준상태에서) 일반적으로 대응되는 장소등급을 각각 매칭하시오.
① 연속 누출등급
② 1차 누출등급
③ 2차 누출등급
정답 및 해설
[모범답안]
① 연속 누출등급(continuous grade of release) → 0종 장소.
② 1차 누출등급(primary grade of release) → 1종 장소.
③ 2차 누출등급(secondary grade of release) → 2종 장소.
(연속누출은 폭발분위기가 연속·장기간 존재, 1차누출은 정상운전 중 주기적·간헐 발생, 2차누출은 정상운전 중에는 없고 비정상 시에만 단기간 발생하는 누출을 뜻한다. 실제 장소등급은 환기 정도·유효성에 따라 조정될 수 있다.)
■ 핵심 채점어: 연속누출→0종 / 1차누출→1종 / 2차누출→2종 / 누출등급 후 환기 고려
※ 근거: KS C IEC 60079-10-1(누출등급별 장소구분), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리)


[해설]

KS C IEC 60079-10-1은 먼저 폭발분위기가 생기는 빈도와 지속시간으로 누출등급을 정한다. 그다음 환기 조건을 더해 장소등급을 정한다.

  • 연속 누출등급 → 0종 장소: 폭발분위기가 계속 또는 오랫동안 존재하는 누출이다.
  • 1차 누출등급 → 1종 장소: 정상운전 중에 주기적·간헐적으로 생기는 누출이다.
  • 2차 누출등급 → 2종 장소: 정상운전 중에는 없고 비정상일 때만 짧게 생기는 누출이다.

이 대응은 환기가 양호한 표준상태를 기준으로 한다. 실제 장소등급은 환기 정도와 유효성에 따라 높아지거나 낮아질 수 있다.

문제 7
1종 장소이며 존재하는 가연성 가스가 수소(가스그룹 IIC, 발화온도 약 560℃)인 지역에 다음 표시의 방폭기기를 설치하려 한다.
[ Ex e IIB T4 Gb ]
이 기기의 설치 적합 여부를 판정하고, 판정 근거를 각 요소(기기보호등급·방폭구조·가스그룹·온도등급)별로 서술하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
판정: 부적합.
① 기기보호등급: 1종 장소는 EPL Gb(또는 Ga) 요구 → 기기는 Gb, 적합.
② 방폭구조: 안전증(e)은 EPL Gb로 1종 사용 가능 → 적합.
③ 가스그룹: 수소는 IIC인데 기기는 IIB → 하위그룹(IIB) 기기는 상위그룹(IIC) 분위기에 사용 불가(IIC 기기라야 IIB·IIA 포함) → 부적합.
④ 온도등급: T4=최고표면온도 135℃ < 수소 발화온도 560℃ → 적합.
결론: 다른 요소는 만족하나 가스그룹이 IIB로 수소(IIC)에 미달하므로 설치 부적합(IIC 인증기기로 교체 필요).
■ 핵심 채점어: 부적합 / 수소=IIC인데 기기=IIB / 하위그룹 기기 상위분위기 불가 / Gb·e·T4는 적합 / IIC 기기로 교체
※ 근거: KS C IEC 60079-14(기기 선정: 가스그룹·EPL·온도등급 정합), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제311조(폭발위험장소에서 사용하는 전기 기계·기구의 선정 등)


[해설]

KS C IEC 60079-14의 기기 선정 원칙에 따르면 기기보호등급·방폭구조·가스그룹·온도등급이 모두 현장 조건을 만족해야 한다. 하나라도 미달하면 부적합이다.

  • 기기보호등급 — 1종 장소는 EPL Gb 이상을 요구하고 기기가 Gb이므로 적합하다.
  • 방폭구조 — 안전증(e)은 정상 운전 중 불꽃·과열이 생기지 않도록 안전도를 높인 구조로, EPL Gb에 해당해 1종에 쓸 수 있다.
  • 가스그룹 — 수소는 IIC인데 기기는 IIB이고, 하위그룹 기기는 상위그룹 분위기에 쓸 수 없으므로 부적합하다.
  • 온도등급 — T4의 최고표면온도 135℃는 수소 발화온도 약 560℃보다 낮아 적합하다.

가스그룹 하나가 미달이므로 IIC 인증기기로 바꿔야 한다. 외우는 요령: IIC 기기는 IIB·IIA 분위기에도 쓸 수 있지만, 그 반대는 안 된다.

문제 8
내압방폭구조(Ex d)가 용기 내부에서 폭발이 일어나도 외부 폭발성 분위기로 폭발이 전파되지 않도록 하는 '화염일주 방지' 원리를 접합면(틈새) 관점에서 설명하고, 이때 기준이 되는 최대안전틈새(MESG)의 의미를 쓰시오.
정답 및 해설
[모범답안]
원리: 용기 내부에서 폭발이 발생하면 고온의 화염·연소가스가 용기 접합면의 좁고 긴 틈새(flange gap/화염경로)를 통과하면서 열이 금속 접합면으로 방출·냉각되어, 외부의 폭발성 가스를 착화시킬 수 있는 온도 이하로 떨어진다.
따라서 틈새의 간격은 좁고 길이는 길게 설계하여 화염이 외부로 전파(일주)되지 못하고 소멸되도록 한다(내부 폭발압력에는 견디도록 용기를 견고하게 제작).
최대안전틈새(MESG): 표준용기의 접합면 틈새를 통해 내부 폭발화염이 외부 폭발성 분위기로 전파되지 않는(화염일주가 일어나지 않는) 최대 틈새 값으로, 이 값에 따라 가스그룹 IIA·IIB·IIC를 분류한다.
■ 핵심 채점어: 틈새 통과 시 화염 냉각·소멸 / 화염일주 방지 / 틈새 좁게·길게, 용기는 압력에 견딤 / MESG=화염 미전파 최대틈새 / 가스그룹 분류 기준
※ 근거: KS C IEC 60079-1(내압방폭구조 d), KS C IEC 60079-20-1(MESG에 의한 가스그룹 분류)


[해설]

KS C IEC 60079-1의 내압방폭구조는 내부 폭발압력을 용기가 견디게 하고, 화염은 접합면 틈새에서 식혀 밖으로 나가지 못하게 하는 구조다.

폭발화염이 좁고 긴 틈새(화염경로)를 지나면서 금속 벽면에 열을 빼앗긴다. 그 결과 외부 가스를 착화시킬 수 없는 온도 이하로 냉각·소멸된다.

그래서 틈새 간격은 좁게, 길이는 길게 설계한다. 이렇게 화염이 밖으로 새어 나가 번지는 것을 막는 것이 화염일주 방지다.

최대안전틈새(MESG)는 표준용기 접합면 틈새를 통해 내부 화염이 외부 폭발성 분위기로 번지지 않는 최대 틈새 값이다. 이 값으로 가스그룹 IIA·IIB·IIC를 나누며, 값이 작을수록 위험한 가스다.

문제 9
KS C IEC 60079-0에서 방폭 전기기기는 사용 대상 폭발분위기에 따라 기기그룹 I·II·III으로 대분류된다. 각 그룹이 대상으로 하는 폭발분위기와, 그룹 II·III의 세분(하위그룹)을 쓰시오.
정답 및 해설
[모범답안]
① 그룹 I: 폭발성 메탄가스(그리고 석탄분진)가 존재하는 광산(갱내)용 전기기기.
② 그룹 II: 광산 외 산업현장의 폭발성 가스·증기 분위기용 기기 — 세분 IIA, IIB, IIC(최대안전틈새 MESG/최소점화전류비에 따른 구분, IIC가 가장 엄격).
③ 그룹 III: 폭발성 분진 분위기용 기기 — 세분 IIIA(가연성 부유물), IIIB(비도전성 분진), IIIC(도전성 분진).
■ 핵심 채점어: 그룹 I 광산(메탄) / 그룹 II 가스, IIA/IIB/IIC / 그룹 III 분진, IIIA/IIIB/IIIC / IIC·IIIC 최고 엄격
※ 근거: KS C IEC 60079-0(기기그룹 I/II/III 및 세분류)


[해설]

KS C IEC 60079-0은 방폭기기를 쓰는 폭발분위기의 종류에 따라 그룹 I·II·III으로 나눈다.

  • 그룹 I — 메탄가스와 석탄분진이 있는 광산 갱내에서 쓰는 기기다.
  • 그룹 II — 광산 밖 산업현장의 폭발성 가스·증기 분위기용 기기이고, 최대안전틈새(MESG: 화염이 빠져나가지 못하는 최대 틈새)와 최소점화전류비에 따라 IIA·IIB·IIC로 나뉜다.
  • 그룹 III — 폭발성 분진 분위기용 기기이고, IIIA(가연성 부유물)·IIIB(비도전성 분진)·IIIC(도전성 분진)로 나뉜다.

두 그룹 모두 뒤 문자로 갈수록 엄격하므로 IIC·IIIC가 가장 엄격한 등급이다. 혼동 주의: 가스그룹은 틈새·점화전류로 나누고, 분진그룹은 분진의 형태·도전성으로 나눈다.

산업안전기사 실기 신출대비 암기장모두CBT · moducbt.com
산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리(심화)
총 9문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1
KS C IEC 60079-10-2에 따라 가연성 분진에 의한 폭발위험장소는 20종·21종·22종으로 구분한다. 각 장소를 분진운(폭발분위기)의 존재 빈도·지속시간 기준으로 정의하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
① 20종 장소: 공기 중 가연성 분진운 형태의 폭발분위기가 연속적으로, 또는 장기간·빈번하게 존재하는 장소.
② 21종 장소: 정상작동 중 공기 중 가연성 분진운 형태의 폭발분위기가 가끔(때때로) 형성될 수 있는 장소.
③ 22종 장소: 정상작동 중에는 가연성 분진운 폭발분위기가 존재하지 않으나, 존재하더라도 짧은 기간에 그치는(비정상 시 단기간 형성) 장소.
■ 핵심 채점어: 20종 연속·장기간·빈번 / 21종 정상작동 중 가끔 / 22종 비정상 시 단기간 / 분진운 폭발분위기
※ 근거: KS C IEC 60079-10-2(분진 폭발위험장소 구분), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리)


[해설]

KS C IEC 60079-10-2는 분진 폭발위험장소를 분진운 형태의 폭발분위기가 얼마나 자주, 얼마나 오래 존재하는지에 따라 나눈다.

  • 20종 — 분진운 폭발분위기가 연속적으로, 또는 장기간·빈번하게 존재하는 장소.
  • 21종 — 정상작동 중에도 분진운 폭발분위기가 가끔(때때로) 생길 수 있는 장소.
  • 22종 — 정상작동 중에는 존재하지 않고, 비정상 상황에서 생기더라도 짧은 기간에 그치는 장소.

가스·증기 폭발위험장소의 0종·1종·2종과 빈도 순서가 그대로 대응한다. 혼동 주의: 가스는 0·1·2종, 분진은 20·21·22종으로 부르는 체계가 다르다.

문제 2
KS C IEC 60079-0에서 폭발성 분진 분위기용 전기기기(그룹 III)는 대상 분진의 성질에 따라 IIIA·IIIB·IIIC로 세분한다. 각 세분그룹이 대상으로 하는 분진의 종류를 쓰고, 하위·상위 호환관계(어느 그룹 인증기기가 어느 분진까지 커버하는지)를 서술하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
① IIIA: 가연성 부유물(combustible flyings, 예: 섬유·목재 부스러기 등 크기가 큰 고체 입자).
② IIIB: 비도전성(부도체) 분진.
③ IIIC: 도전성 분진(예: 금속 분진 등).
호환관계: 상위 그룹 인증기기가 하위를 포함한다 — IIIC 인증기기는 IIIB·IIIA 분진 장소에 사용 가능, IIIB 인증기기는 IIIA에는 사용 가능하나 IIIC(도전성)에는 사용 불가.
■ 핵심 채점어: IIIA 가연성 부유물 / IIIB 비도전성 분진 / IIIC 도전성 분진 / IIIC가 IIIB·IIIA 포함 / 도전성이 가장 엄격
※ 근거: KS C IEC 60079-0(기기 그룹 및 분진 그룹 IIIA/IIIB/IIIC)


[해설]

KS C IEC 60079-0은 분진용 기기인 그룹 III를 분진의 입자 크기와 전기 전도성에 따라 세 그룹으로 나눈다.

  • IIIA — 섬유·목재 부스러기처럼 크기가 큰 가연성 부유물(공기 중에 떠다니는 고체 조각).
  • IIIB — 전기가 통하지 않는 비도전성 분진.
  • IIIC — 금속분처럼 전기가 통하는 도전성 분진으로, 기기 안에 들어가면 단락을 일으킬 수 있어 가장 엄격하다.

상위 그룹 인증기기는 하위 그룹을 포함하므로 IIIC 인증기기는 IIIB·IIIA 장소에도 쓸 수 있다. 반면 IIIB 인증기기는 IIIA에는 쓸 수 있지만 IIIC 장소에는 쓸 수 없다.

문제 3
분진 폭발위험장소용 방폭 전기기기에 다음과 같이 표시되어 있다. 각 표기부의 의미를 해독하시오.
[ Ex tb IIIC T135℃ Db ]
정답 및 해설
[모범답안]
① Ex: 방폭 인증(폭발위험장소용 기기).
② tb: 분진 방폭구조 't'(용기에 의한 보호, protection by enclosure)이며 보호수준 등급 tb(기기보호등급 Db에 대응).
③ IIIC: 분진 그룹 IIIC(도전성 분진용).
④ T135℃: 기기의 최고표면온도가 135℃임(분진은 온도등급 대신 실제 최고표면온도를 ℃로 표기).
⑤ Db: 기기보호등급(EPL) Db → 21종 장소에 적용 가능(20종은 Da 필요).
■ 핵심 채점어: t=용기에 의한 보호(enclosure) / IIIC 도전성 분진 / T135℃ 최고표면온도 / Db=EPL, 21종 / 분진은 실제온도(℃)로 표기
※ 근거: KS C IEC 60079-31(분진 방폭구조 t), KS C IEC 60079-0(EPL Da/Db/Dc, 분진그룹)


[해설]

분진용 방폭기기 표시는 KS C IEC 60079-0·60079-31에 따라 방폭 인증, 보호구조, 분진 그룹, 최고표면온도, 기기보호등급을 차례로 적는다.

  • Ex — 폭발위험장소에서 쓰도록 방폭 인증을 받은 기기라는 표시.
  • tb — 분진 방폭구조 't'(용기에 의한 보호)로 분진이 기기 안으로 들어오지 못하게 막는 구조이며, 보호수준은 Db에 대응한다.
  • IIIC — 분진 그룹 가운데 도전성 분진에 쓸 수 있는 기기.
  • T135℃ — 기기 최고표면온도가 135℃이며, 분진용은 T등급 대신 실제 온도를 ℃로 적는다.
  • Db — 기기보호등급(EPL)으로, 21종 장소까지 쓸 수 있다.

혼동 주의: 20종 장소에는 더 엄격한 Da 등급 기기가 필요하다.

문제 4
KS C IEC 60079-14에 따르면 분진 폭발위험장소용 기기의 최고표면온도는 (ⓐ 분진운 최소발화온도의 23\dfrac{2}{3} 이하) 및 (ⓑ 5mm 퇴적층 최소발화온도에서 75K를 뺀 값 이하) 두 조건을 모두 만족해야 한다. 어떤 분진의 분진운 최소발화온도가 300℃, 5mm 퇴적층 최소발화온도가 250℃일 때, 설치 가능한 기기의 최고표면온도 상한값을 구하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
조건ⓐ = 23×300=200\dfrac{2}{3}\times300=200℃
조건ⓑ = 250−75=175250-75=175℃
두 조건을 모두 만족해야 하므로 더 낮은 값이 지배한다.
∴ 기기 최고표면온도 상한 = min⁡(200,175)=175\min(200,175)=175℃
■ 핵심 채점어: 2/3×300=200℃ / 250-75=175℃ / 둘 중 낮은 값 / 최고표면온도 175℃
※ 근거: KS C IEC 60079-14(분진층 존재 시 표면온도 제한: 분진운 발화온도의 2/3, 5mm 퇴적층 발화온도 −75K)


[해설]

KS C IEC 60079-14는 분진운 발화와 바닥에 쌓인 분진층의 축열 발화를 모두 막도록 두 조건을 함께 만족하게 한다. 따라서 둘 중 낮은 값이 상한이 된다.

분진운 기준: 23×300=200\dfrac{2}{3}\times300=200℃
5mm 퇴적층 기준: 250−75=175250-75=175℃
최고표면온도 상한: min⁡(200,175)=\min(200,175)=175℃

혼동 주의: 계산이 맞아도 큰 값인 200℃를 답으로 쓰면 퇴적층 조건을 어겨 오답이다.

문제 5
국내(구) 방폭 분류에서 가연성 가스·증기는 발화온도(발화점)에 따라 발화도 G1~G5로 구분한다. 각 발화도에 해당하는 발화온도 범위를 빈칸에 쓰시오.
G1: ( ① )℃ 초과
G2: 300 초과 ( ② ) 이하
G3: ( ③ ) 초과 300 이하
G4: 135 초과 ( ④ ) 이하
G5: ( ⑤ ) 초과 135 이하
정답 및 해설
[모범답안]
① 450 ② 450 ③ 200 ④ 200 ⑤ 100.
즉 G1: 450℃ 초과
G2: 300 초과~450 이하
G3: 200 초과~300 이하
G4: 135 초과~200 이하
G5: 100 초과~135 이하.
(경계값 450·300·200·135·100℃는 IEC 온도등급 T1~T5 경계와 일치한다.)
■ 핵심 채점어: G1 450 초과 / G2 300~450 / G3 200~300 / G4 135~200 / G5 100~135
※ 근거: 국내(구) 방폭 발화도 분류(발화온도 기준); 경계값은 KS C IEC 60079-0 온도등급 T1~T5 경계와 동일


[해설]

국내(구) 방폭 분류의 발화도는 가연성 가스·증기를 발화온도로 나눈다. 발화온도가 낮을수록(불이 잘 붙을수록) 높은 등급(G 뒤의 숫자가 큰 쪽)이 된다.

  • G1 — 450℃ 초과로, 가장 발화하기 어려운 물질군.
  • G2 — 300℃ 초과 450℃ 이하.
  • G3 — 200℃ 초과 300℃ 이하.
  • G4 — 135℃ 초과 200℃ 이하.
  • G5 — 100℃ 초과 135℃ 이하로, 가장 낮은 온도에서 발화하는 물질군.

경계값 450·300·200·135·100℃는 KS C IEC 60079-0 온도등급 T1~T5의 경계와 같으므로 함께 외우면 된다. 혼동 주의: 온도등급은 기기 최고표면온도 기준이고, 발화도는 가스의 발화온도 기준이다.

문제 6
KS C IEC 60079-10-1에서 가스 폭발위험장소는 '누출등급(grade of release)'을 먼저 판정한 뒤 환기를 고려해 장소등급(0/1/2종)을 정한다. 다음 세 가지 누출등급이 (환기가 양호한 표준상태에서) 일반적으로 대응되는 장소등급을 각각 매칭하시오.
① 연속 누출등급
② 1차 누출등급
③ 2차 누출등급
정답 및 해설
[모범답안]
① 연속 누출등급(continuous grade of release) → 0종 장소.
② 1차 누출등급(primary grade of release) → 1종 장소.
③ 2차 누출등급(secondary grade of release) → 2종 장소.
(연속누출은 폭발분위기가 연속·장기간 존재, 1차누출은 정상운전 중 주기적·간헐 발생, 2차누출은 정상운전 중에는 없고 비정상 시에만 단기간 발생하는 누출을 뜻한다. 실제 장소등급은 환기 정도·유효성에 따라 조정될 수 있다.)
■ 핵심 채점어: 연속누출→0종 / 1차누출→1종 / 2차누출→2종 / 누출등급 후 환기 고려
※ 근거: KS C IEC 60079-10-1(누출등급별 장소구분), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리)


[해설]

KS C IEC 60079-10-1은 먼저 폭발분위기가 생기는 빈도와 지속시간으로 누출등급을 정한다. 그다음 환기 조건을 더해 장소등급을 정한다.

  • 연속 누출등급 → 0종 장소: 폭발분위기가 계속 또는 오랫동안 존재하는 누출이다.
  • 1차 누출등급 → 1종 장소: 정상운전 중에 주기적·간헐적으로 생기는 누출이다.
  • 2차 누출등급 → 2종 장소: 정상운전 중에는 없고 비정상일 때만 짧게 생기는 누출이다.

이 대응은 환기가 양호한 표준상태를 기준으로 한다. 실제 장소등급은 환기 정도와 유효성에 따라 높아지거나 낮아질 수 있다.

문제 7
1종 장소이며 존재하는 가연성 가스가 수소(가스그룹 IIC, 발화온도 약 560℃)인 지역에 다음 표시의 방폭기기를 설치하려 한다.
[ Ex e IIB T4 Gb ]
이 기기의 설치 적합 여부를 판정하고, 판정 근거를 각 요소(기기보호등급·방폭구조·가스그룹·온도등급)별로 서술하시오.
정답 및 해설
[모범답안]
판정: 부적합.
① 기기보호등급: 1종 장소는 EPL Gb(또는 Ga) 요구 → 기기는 Gb, 적합.
② 방폭구조: 안전증(e)은 EPL Gb로 1종 사용 가능 → 적합.
③ 가스그룹: 수소는 IIC인데 기기는 IIB → 하위그룹(IIB) 기기는 상위그룹(IIC) 분위기에 사용 불가(IIC 기기라야 IIB·IIA 포함) → 부적합.
④ 온도등급: T4=최고표면온도 135℃ < 수소 발화온도 560℃ → 적합.
결론: 다른 요소는 만족하나 가스그룹이 IIB로 수소(IIC)에 미달하므로 설치 부적합(IIC 인증기기로 교체 필요).
■ 핵심 채점어: 부적합 / 수소=IIC인데 기기=IIB / 하위그룹 기기 상위분위기 불가 / Gb·e·T4는 적합 / IIC 기기로 교체
※ 근거: KS C IEC 60079-14(기기 선정: 가스그룹·EPL·온도등급 정합), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제311조(폭발위험장소에서 사용하는 전기 기계·기구의 선정 등)


[해설]

KS C IEC 60079-14의 기기 선정 원칙에 따르면 기기보호등급·방폭구조·가스그룹·온도등급이 모두 현장 조건을 만족해야 한다. 하나라도 미달하면 부적합이다.

  • 기기보호등급 — 1종 장소는 EPL Gb 이상을 요구하고 기기가 Gb이므로 적합하다.
  • 방폭구조 — 안전증(e)은 정상 운전 중 불꽃·과열이 생기지 않도록 안전도를 높인 구조로, EPL Gb에 해당해 1종에 쓸 수 있다.
  • 가스그룹 — 수소는 IIC인데 기기는 IIB이고, 하위그룹 기기는 상위그룹 분위기에 쓸 수 없으므로 부적합하다.
  • 온도등급 — T4의 최고표면온도 135℃는 수소 발화온도 약 560℃보다 낮아 적합하다.

가스그룹 하나가 미달이므로 IIC 인증기기로 바꿔야 한다. 외우는 요령: IIC 기기는 IIB·IIA 분위기에도 쓸 수 있지만, 그 반대는 안 된다.

문제 8
내압방폭구조(Ex d)가 용기 내부에서 폭발이 일어나도 외부 폭발성 분위기로 폭발이 전파되지 않도록 하는 '화염일주 방지' 원리를 접합면(틈새) 관점에서 설명하고, 이때 기준이 되는 최대안전틈새(MESG)의 의미를 쓰시오.
정답 및 해설
[모범답안]
원리: 용기 내부에서 폭발이 발생하면 고온의 화염·연소가스가 용기 접합면의 좁고 긴 틈새(flange gap/화염경로)를 통과하면서 열이 금속 접합면으로 방출·냉각되어, 외부의 폭발성 가스를 착화시킬 수 있는 온도 이하로 떨어진다.
따라서 틈새의 간격은 좁고 길이는 길게 설계하여 화염이 외부로 전파(일주)되지 못하고 소멸되도록 한다(내부 폭발압력에는 견디도록 용기를 견고하게 제작).
최대안전틈새(MESG): 표준용기의 접합면 틈새를 통해 내부 폭발화염이 외부 폭발성 분위기로 전파되지 않는(화염일주가 일어나지 않는) 최대 틈새 값으로, 이 값에 따라 가스그룹 IIA·IIB·IIC를 분류한다.
■ 핵심 채점어: 틈새 통과 시 화염 냉각·소멸 / 화염일주 방지 / 틈새 좁게·길게, 용기는 압력에 견딤 / MESG=화염 미전파 최대틈새 / 가스그룹 분류 기준
※ 근거: KS C IEC 60079-1(내압방폭구조 d), KS C IEC 60079-20-1(MESG에 의한 가스그룹 분류)


[해설]

KS C IEC 60079-1의 내압방폭구조는 내부 폭발압력을 용기가 견디게 하고, 화염은 접합면 틈새에서 식혀 밖으로 나가지 못하게 하는 구조다.

폭발화염이 좁고 긴 틈새(화염경로)를 지나면서 금속 벽면에 열을 빼앗긴다. 그 결과 외부 가스를 착화시킬 수 없는 온도 이하로 냉각·소멸된다.

그래서 틈새 간격은 좁게, 길이는 길게 설계한다. 이렇게 화염이 밖으로 새어 나가 번지는 것을 막는 것이 화염일주 방지다.

최대안전틈새(MESG)는 표준용기 접합면 틈새를 통해 내부 화염이 외부 폭발성 분위기로 번지지 않는 최대 틈새 값이다. 이 값으로 가스그룹 IIA·IIB·IIC를 나누며, 값이 작을수록 위험한 가스다.

문제 9
KS C IEC 60079-0에서 방폭 전기기기는 사용 대상 폭발분위기에 따라 기기그룹 I·II·III으로 대분류된다. 각 그룹이 대상으로 하는 폭발분위기와, 그룹 II·III의 세분(하위그룹)을 쓰시오.
정답 및 해설
[모범답안]
① 그룹 I: 폭발성 메탄가스(그리고 석탄분진)가 존재하는 광산(갱내)용 전기기기.
② 그룹 II: 광산 외 산업현장의 폭발성 가스·증기 분위기용 기기 — 세분 IIA, IIB, IIC(최대안전틈새 MESG/최소점화전류비에 따른 구분, IIC가 가장 엄격).
③ 그룹 III: 폭발성 분진 분위기용 기기 — 세분 IIIA(가연성 부유물), IIIB(비도전성 분진), IIIC(도전성 분진).
■ 핵심 채점어: 그룹 I 광산(메탄) / 그룹 II 가스, IIA/IIB/IIC / 그룹 III 분진, IIIA/IIIB/IIIC / IIC·IIIC 최고 엄격
※ 근거: KS C IEC 60079-0(기기그룹 I/II/III 및 세분류)


[해설]

KS C IEC 60079-0은 방폭기기를 쓰는 폭발분위기의 종류에 따라 그룹 I·II·III으로 나눈다.

  • 그룹 I — 메탄가스와 석탄분진이 있는 광산 갱내에서 쓰는 기기다.
  • 그룹 II — 광산 밖 산업현장의 폭발성 가스·증기 분위기용 기기이고, 최대안전틈새(MESG: 화염이 빠져나가지 못하는 최대 틈새)와 최소점화전류비에 따라 IIA·IIB·IIC로 나뉜다.
  • 그룹 III — 폭발성 분진 분위기용 기기이고, IIIA(가연성 부유물)·IIIB(비도전성 분진)·IIIC(도전성 분진)로 나뉜다.

두 그룹 모두 뒤 문자로 갈수록 엄격하므로 IIC·IIIC가 가장 엄격한 등급이다. 혼동 주의: 가스그룹은 틈새·점화전류로 나누고, 분진그룹은 분진의 형태·도전성으로 나눈다.