[산업안전산업기사 실기] 5. 전기 및 화공 안전 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

교류아크용접기의 자동전격방지기는 감전 위험이 높은 환경에서 무부하전압을 낮춰 감전을 예방하는 장치로, 답의 세 장소는 모두 누전·접촉에 의한 감전 위험이 높은 조건이라는 공통점을 가진다.

선박 탱크·철구조물 내부처럼 도전체에 둘러싸여 신체 접촉 면적이 넓은 장소, 추락 위험이 있는 높이 2미터 이상에서 철골 등 도전성 물체에 접촉할 우려가 있는 장소, 물기가 있는 습윤한 장소가 이에 해당한다.

세 조건 모두 용접기 무부하전압에 근로자 신체가 직접 노출되기 쉬운 상황이라는 원리로 이해하면 암기하기 쉽다.

[해설]

가스장치실은 가스가 누출되었을 때 실내에 정체(체류)되지 않고 신속히 배출되도록 설계해야 한다는 원칙에서 세 기준이 도출된다.

지붕과 천장을 가벼운 불연성 재료로 하는 것은 폭발 시 상부로 폭압을 방출해 피해를 줄이기 위함이고, 벽을 불연성 재료로 하는 것은 화재 확산을 막기 위함이다.

가스가 정체되지 않는 구조와 불연성 재료 사용이라는 두 축으로 기준을 정리하면 빈칸을 쉽게 채울 수 있다.

[해설]

탱크 내부는 밀폐공간으로 산소결핍·유해가스·기계적 위험이 복합적으로 존재하므로, 작업 전 교육은 차단·점검·측정·응급조치·작업절차를 모두 포괄해야 한다.

차단장치·정지장치 및 밸브 개폐장치 점검은 유해물질 유입과 기계 오작동을 막기 위함이고, 산소농도 측정은 질식재해 예방을 위한 핵심 절차이며, 안전보호구 착용과 이상 발생 시 응급조치 요령은 사고 대응력을 확보하기 위한 항목이다.

작업절차·방법 및 유해위험 요인에 대한 사전 숙지까지 포함되어야 탱크 내 작업 전 과정을 아우르는 교육이 된다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

파열판은 안전인증 표시 외에 사용 조건을 명확히 알 수 있도록 규격·성능·설계조건·재질·방향에 관한 정보를 추가로 표시해야 한다.

호칭지름과 용도(요구성능)는 설치 대상 설비 식별을 위한 것이고, 설정파열압력과 설정온도는 파열판이 작동하는 설계 기준값이며, 분출용량은 배출 성능을 나타낸다.

재질 표시는 내식성 확인을 위함이고, 유체의 흐름방향 지시는 역방향 설치로 인한 오작동을 방지하기 위한 필수 표시사항이다.

[해설]

고체의 연소 형태는 가연물의 상태와 열분해 여부에 따라 구분되며, 답의 네 가지는 각각 서로 다른 연소 메커니즘을 대표한다.

• 표면연소는 열분해 없이 표면에서 산소와 직접 반응하는 형태(숯, 코크스 등)이다.
• 분해연소는 열분해로 생성된 가연성 가스가 연소하는 형태(목재, 석탄 등)이다.
• 증발연소는 고체가 액화·기화되어 그 증기가 연소하는 형태(황, 나프탈렌 등)이다.
• 자기연소는 물질 자체에 산소를 함유해 공기 중 산소 없이도 연소하는 형태(니트로셀룰로오스 등)이다.

[해설]

MOF는 계기용 변성기(Metering Out Fit)의 약칭으로, 고압·대전류 상태인 전력계통 값을 계기가 측정할 수 있는 저압·소전류로 낮춰주는 변성 설비다.

변류기(CT)로 대전류를 소전류로, 계기용변압기(PT)로 고전압을 저전압으로 각각 변성하여 전력량계 등 계측기에 안전하게 공급하는 것이 핵심 역할이다.

[해설]

위험도는 폭발범위가 넓을수록, 하한이 낮을수록 커지며, 값이 클수록 그 물질은 폭발 위험성이 크다는 것을 의미한다.

$H = \dfrac{U-L}{L}$
$H = \dfrac{44.0-1.2}{1.2}$
$H \approx 35.67$

계산 시 상한값에서 하한값을 뺀 뒤 반드시 하한값(L)으로 나누어야 하며, 상한값으로 나누는 실수를 하지 않도록 주의해야 한다.

[해설]

누전차단기 설치 대상은 감전 시 인체에 미치는 위험이 큰 조건들로, 전압·환경·접촉면 도전성을 기준으로 정리된다.

대지전압 150볼트를 초과하는 이동형·휴대형 기계기구, 도전성이 높은 액체가 있는 습윤장소의 저압용 기계기구, 철판·철골 등 도전성이 높은 장소에서 쓰는 이동형·휴대형 기계기구가 해당한다.

공사 현장 등 임시배선의 전로가 설치되는 장소에서 사용하는 이동형·휴대형 전기기계·기구도 포함되어 총 네 가지 상황을 모두 기억해야 한다.

[해설]

피뢰기는 이상전압을 대지로 방전시켜 기기를 보호하는 장치이므로, 구비조건은 신속·확실한 동작과 보호 성능 두 축으로 정리된다.

• 반복동작이 가능하고 구조가 견고하며 특성이 변하지 않을 것
• 점검·보수가 간단하고 충격파 방전개시전압이 낮을 것
• 제한전압이 낮아 기기 절연을 보호할 것
• 속류 차단능력과 방전 내량이 클 것

제한전압은 낮게, 방전·속류차단 능력은 크게 유지해야 이상전압으로부터 기기를 효과적으로 보호할 수 있다는 원리를 이해하면 항목을 헷갈리지 않는다.

[해설]

전로 차단은 정전작업의 안전을 위해 확인 → 차단 → 잠금·표시 → 방전 → 검전 → 접지 순으로 진행해야 한다는 원칙에 따른 순서다.

먼저 관련 도면·배선도 등으로 공급되는 모든 전원을 확인(ㄹ)한 뒤 전원을 차단하고 단로기를 개방·확인(ㄱ)하며, 재투입을 막기 위해 잠금장치와 꼬리표를 부착(ㄴ)한다.

이어서 잔류전하를 방전(ㅁ)시키고 검전기로 충전 여부를 확인(ㄷ)한 후, 마지막으로 단락 접지기구로 접지(ㅂ)하여 오통전에 대비하는 순서로 마무리된다.

[해설]

폭굉유도거리(DID)는 완만한 연소가 격렬한 폭굉으로 전이되기까지 진행한 거리로, 폭굉으로의 전이가 쉬운 조건일수록 짧아진다.

• 압력이 높을수록 짧아진다.
• 연소속도가 빠른 혼합가스일수록 짧아진다.
• 관 지름이 작을수록 짧아진다.
• 관 속에 방해물(장애물)이 있어 난류가 촉진될 때 짧아진다.
• 점화원의 에너지가 강할수록 짧아진다.

[해설]

자동경보장치는 가연성 가스 누출·폭발 위험을 상시 감시하는 설비이므로, 작업 시작 전 점검은 측정→감지→경보의 각 단계가 모두 정상 작동하는지 확인하는 데 초점이 있다.

계기의 이상 유무는 가스 농도를 측정하는 부분의 정상 작동 여부를, 검지부의 이상 유무는 가스를 감지하는 센서 부분의 이상 여부를 각각 점검하는 것이다.

마지막으로 경보장치의 작동상태까지 확인해야 실제 가스 누출 시 경보가 정상적으로 울려 근로자에게 위험을 알릴 수 있다.

[해설]

파열판은 안전밸브로는 대응이 어려운 급격한 압력변화나 독성물질 상황에서 사용하며, 파열판을 설치해야 하는 세 경우는 모두 안전밸브만으로는 충분히 대응할 수 없는 상황이라는 공통점이 있다.

급격한 압력 상승 우려가 있을 때는 안전밸브의 응답속도로는 부족할 수 있고, 급성 독성물질이 누출되면 주위 작업환경 오염으로 인명피해가 발생할 수 있어 완전 차단이 필요하다.

운전 중 안전밸브에 이상 물질이 누적되어 막힘 등으로 정상 작동하지 않을 우려가 있는 경우에도 파열판을 함께 설치해 이중 안전장치를 확보한다.

[해설]

충전전로 작업 시 감전 예방은 절연 확보와 이격거리 확보 두 가지 원칙으로 이루어진다.

근로자에게는 절연용 보호구를 착용시키고 작업 대상 전로에는 절연용 방호구를 설치하여 신체와 충전부 사이의 절연을 확보해야 한다.

유자격자가 아닌 근로자는 대지전압 50kV 이하에서 300cm 이내로 접근할 수 없고, 50kV를 초과하면 10kV당 10cm씩 이격거리를 추가로 확보해야 한다.

[해설]

누전차단기는 감전사고를 막기 위해 감도전류와 작동시간을 규정하는데, 일반 기계·기구와 대용량 기계·기구의 기준이 다르다는 점이 이 문항의 핵심이다.

일반적인 전기기계·기구는 정격감도전류 30mA 이하, 작동시간 0.03초 이내로 빠르게 차단되어야 한다.

다만 정격전부하전류가 50A 이상인 대용량 기계·기구는 오작동 방지를 위해 정격감도전류를 200mA 이하, 작동시간을 0.1초 이내로 완화할 수 있다.

[해설]

계측장치는 화학설비 내부의 이상 징후를 조기에 발견해 폭주반응·폭발을 예방하기 위한 것으로, 여섯 가지 대상 설비는 모두 온도·압력이 급변할 위험이 있는 설비라는 공통점을 가진다.

발열반응이 일어나는 반응장치와 증류·정류·증발·추출 등 분리장치, 가열물질의 온도가 분해온도 또는 발화점보다 높은 설비, 반응폭주 등 이상 화학반응으로 위험물질이 발생할 우려가 있는 설비가 이에 해당한다.

온도가 섭씨 350도 이상이거나 게이지압력이 980kPa 이상인 설비, 그리고 가열로·가열기도 고온·고압 조건 자체가 위험 요인이므로 계측장치 설치 대상에 포함된다.

[해설]

공정안전보고서는 중대산업사고를 예방하기 위해 사업주가 작성해야 하는 문서로, 네 가지 항목은 설비 정보 → 위험성 평가 → 운전 관리 → 비상 대응이라는 흐름을 따른다.

공정안전자료는 설비·물질에 관한 기초 정보를, 공정위험성 평가서는 잠재 위험요인 분석 결과를 담는다.

안전운전계획은 평상시 운전 절차와 관리 기준을, 비상조치계획은 사고 발생 시 대응 절차를 규정한다는 점에서 서로 역할이 구분된다.

[해설]

반응 폭주 등 급격한 압력 상승 우려가 있는 화학설비에는 안전밸브보다 응답이 빠르고 완전 개방되는 파열판을 설치해야 한다.

반응폭주는 발열반응이 제어되지 않고 연쇄적으로 가속되어 단시간에 압력이 급상승하는 현상으로, 서서히 열리는 안전밸브 방식으로는 대응이 어려워 순간적으로 전면 개방되는 파열판이 요구된다.

[해설]

물기가 있어 습윤한 상태의 작업장은 인체 저항이 낮아져 감전 위험이 크게 높아지므로, 이런 장소의 교류아크용접기에는 자동전격방지기 설치가 요구된다.

자동전격방지기는 용접봉을 모재에 접촉하지 않는 대기 상태에서 용접기의 무부하전압을 안전전압 수준으로 낮춰, 습윤한 환경에서도 감전재해를 예방하는 방호장치다.

[해설]

공정흐름도는 공정의 전체 흐름을 도식화한 문서로, 표시사항은 설비 정보 → 계장·제어 정보 → 물질·에너지수지 → 운전조건 순으로 구성된다.

주요 동력기계, 장치 및 설비의 표시·명칭과 주요 계장설비 및 제어설비를 표기하여 공정을 구성하는 설비를 식별할 수 있게 한다.

물질 및 열 수지, 운전온도 및 운전압력까지 표시해야 설계 및 운전 조건을 종합적으로 파악할 수 있는 흐름도가 완성된다.

[해설]

방폭구조는 폭발성 가스가 존재하는 장소에서 점화원을 없애거나 격리하는 방식에 따라 구분되며, 기호(d·q·p·e·o·i·n·m·s)가 각각의 원리를 나타낸다.

• d(내압) — 내부 폭발을 용기가 견디고 외부로 전파되지 않게 하는 구조
• q(충전) — 모래 등 충전물로 점화원을 차단하는 구조
• p(압력) — 용기 내부를 보호가스로 가압하는 구조
• e(안전증) — 정상 운전 시 점화원이 되지 않도록 안전도를 증가시킨 구조
• o(유입) — 점화원이 될 부분을 절연유에 잠기게 한 구조
• ia/ib(본질안전) — 점화에 필요한 에너지 이하로 전기적 에너지를 제한하는 구조
• n(비점화) — 정상 운전 중 점화원을 발생시키지 않는 구조
• m(몰드) — 전기부품을 컴파운드로 몰딩하여 점화원을 차단하는 구조
• s(특수) — 위 방식 외의 특수한 방법으로 점화를 방지하는 구조

내압(d)은 폭발을 가두는 방식, 압력·충전·유입·몰드는 가연성 가스와 점화원을 격리하는 방식, 안전증·본질안전·비점화는 점화원 자체를 만들지 않는 방식으로 묶어 두면 기호를 헷갈리지 않는다.

[해설]

전압 구분은 한국전기설비규정(KEC)에 따라 직류와 교류의 기준값이 다르다는 점이 핵심이며, 저압·고압·특고압 3단계로 나뉜다.

저압은 직류 1500V 이하, 교류 1000V 이하이고, 고압은 직류 1500V 초과 7000V 이하, 교류 1000V 초과 7000V 이하이다.

직류·교류 모두 7000V를 초과하면 특고압으로 분류되며, 저압·고압 경계값에서 직류가 교류보다 상한이 높다는 점을 혼동하지 않아야 한다.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 1(위험물질의 종류)에서 정한 인화성액체·부식성 산류의 분류 경계값이다.

인화성액체는 인화점과 초기끓는점의 조합으로 나뉘어, 인화점 23℃ 미만이면서 초기끓는점이 35℃ 이하인 에틸에테르·가솔린이 한 묶음이고, 인화점이 23℃ 이상 60℃ 이하인 크실렌·등유·경유가 다른 묶음이다. 상온에서 쉽게 증발·인화할수록 더 엄격한 관리 대상이 된다.

부식성 산류는 같은 산류라도 염산·황산·질산은 20% 이상 농도부터, 인산·아세트산·불산은 60% 이상 농도부터 위험물질로 분류한다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

이 용어들은 방호장치 자율안전기준 고시상 교류아크용접기용 자동전격방지기의 성능을 규정하는 정의 조항이다.

방지기는 용접봉을 피용접물에 접촉시켜 용접할 때에만 주회로를 형성하고, 그 외에는 출력측 무부하전압을 25V 이하로 낮춘다. 접촉 후 주접점이 닫힐 때까지가 시동시간, 무부하전압이 발생한 뒤 주접점이 개방될 때까지가 지동시간이다.

표준시동감도는 방지기를 시동시킬 수 있는 출력회로의 시동감도로 명판에 표시된 값이고, 정격사용률은 주접점에 정격전류를 단속했을 때 부하시간과 전시간의 비를 백분율로 나타낸 값이다. 마지막 항목은 전자접촉기 접점방식과 반도체 무접점방식으로 구분되는 전격방지기 제어방식이다.

[해설]

정전용량에 축적된 에너지가 프로판의 최소발화에너지에 도달하면 방전 시 점화될 수 있으므로, E=1/2CV² 식을 V에 대해 풀어 최소 대전전위를 구한다.

공식: $V=\sqrt{\dfrac{2E}{C}}$
대입: $V=\sqrt{\dfrac{2\times0.25\times10^{-3}\ \mathrm{J}}{12\times10^{-12}\ \mathrm{F}}}$
결과: $V\approx6454.97\ \mathrm{V}$

이때 최소발화에너지 0.25mJ를 J 단위(0.25×10⁻³)로, 정전용량 12pF를 F 단위(12×10⁻¹²)로 정확히 환산하지 않으면 자릿수가 어긋나기 쉬우므로 단위 변환이 채점 포인트다.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제271조(안전거리) 및 별표 8에 따라 화학설비와 부속설비 사이에 폭발·화재 피해가 번지지 않도록 확보해야 하는 최소 이격거리다.

플레어스택은 공정 중 발생하는 가연성 가스를 태워 배출하는 설비로 항상 화염이 존재하므로, 단위공정시설·위험물 저장탱크·하역설비와는 반경 20m 이상을 두어야 한다.

위험물 저장탱크와 보일러·가열로 사이, 사무실·연구실·식당 등 사람이 상주하는 공간과 단위공정시설 사이에도 모두 20m 이상을 요구하는데, 이 표의 값이 전부 20m라는 점을 묶어서 외우는 것이 채점 포인트다.

[해설]

이 준수사항은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제290조(아세틸렌 용접장치의 관리 등)에서 정한 것으로, 발생기에서 나오는 아세틸렌 가스의 누출·인화 위험을 관리하기 위한 조치다.

발생기 정보를 발생기실에 게시하고 관계자 외 출입을 금지하는 것은 오조작·화기 반입을 막기 위한 조치이고, 발생기에서 5m·발생기실에서 3m 이내 화기 사용을 금지하는 것은 아세틸렌의 낮은 발화에너지를 고려한 거리 기준이다.

도관에서 산소용과 아세틸렌용을 혼동하면 역화·폭발로 이어질 수 있어 구분 조치가 필요하며, 설치장소에 적당한 소화설비를 갖추는 것은 초기 화재 대응을 위한 최소 요건이다.

[해설]

퍼지(purge)는 가연성 혼합가스가 형성되지 않도록 설비 내부의 산소나 가연성 가스를 불활성가스로 치환하는 불활성화 조작으로, 설비 형태와 조건에 따라 네 가지 방식으로 나뉜다.

• 진공퍼지: 설비를 감압한 뒤 불활성가스를 채우는 방식으로 소형 밀폐용기에 적합하다.
• 압력퍼지: 불활성가스를 가압 주입한 뒤 배출하는 방식으로 진공퍼지보다 시간이 짧다.
• 사이폰퍼지: 액체를 채운 뒤 배출하면서 그 자리를 불활성가스로 채우는 방식이다.
• 스위프퍼지: 한쪽 개구로 불활성가스를 넣고 다른 개구로 흘려보내는 방식으로 감압이 어려운 배관 등에 쓴다.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제324조(적용 제외)에서 정한 값으로, 대지전압이 낮으면 감전되더라도 인체에 흐르는 전류가 위험 수준에 이르지 않는다고 보아 전기 기계·기구의 설치·사용, 누전차단기 설치 등 감전방지 관련 규정의 적용을 면제한다.

바꾸어 말하면 대지전압이 30V를 넘는 전기 기계·기구·배선·이동전선은 이 예외에 해당하지 않아 감전방지 조치를 그대로 해야 한다는 뜻이며, 유사 문항에서 다른 안전전압 값과 혼동하지 않는 것이 채점 포인트다.

[해설]

이 기준도 산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 1의 위험물질 분류값이다. 별표 1은 인화점 23℃ 미만인 인화성액체를 초기끓는점 35℃ 이하(에틸에테르·가솔린)와 35℃ 초과(노르말헥산·아세톤·메틸에틸케톤)로 다시 나누므로, 예시 물질이 바뀌어도 인화점 기준은 23℃로 같다.

부식성 물질은 산과 염기의 기준 농도가 달라, 부식성 산류인 염산·황산·질산은 20% 이상, 부식성 염기류인 수산화나트륨·수산화칼륨은 40% 이상일 때 위험물질로 분류한다. 20과 40을 서로 바꿔 쓰지 않는 것이 채점 포인트다.

[해설]

혼합가스의 폭발상한계는 각 성분의 부피비를 단독 상한계로 나눈 값의 합으로 100을 나누는 르샤틀리에 법칙으로 구하고, 메탄의 위험도는 상한계와 하한계 차이를 하한계로 나눈 값으로 평가한다.

상한계 공식: $U=\dfrac{100}{\frac{28}{75}+\frac{45}{15}+\frac{27}{12.4}}$
계산: $U=\dfrac{100}{0.373+3.0+2.177}\approx18.02\ \mathrm{vol\%}$

위험도 공식: $H=\dfrac{U-L}{L}$
대입: $H=\dfrac{15-5}{5}=2$

위험도가 클수록 폭발범위가 넓어 위험성이 크다는 뜻이며, 위험도에는 혼합가스 상한계가 아니라 메탄 단독의 상·하한계(15, 5)를 넣어야 한다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

분진폭발은 가연성 고체가 미세하게 분산된 상태에서 점화원을 만나 급격히 연소가 확산되는 현상이므로, 아래 조건들이 폭발 위험성을 높이는 이유를 이해하는 것이 핵심이다.

• 분진 자체가 가연성이어야 하고 주변에 점화원이 존재해야 발화가 시작된다.
• 입자가 미분(微粉) 상태로 표면적이 클수록 공기와 접촉면이 넓어져 연소 속도가 빨라진다.
• 분진의 부유성이 클수록 공기 중 체류시간이 길어 폭발성 혼합물을 형성하기 쉽다.
• 공기 중에서 교반이나 유동이 일어나면 분진이 재비산되어 폭발이 연쇄적으로 확산된다.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제270조(내화기준)에 따라 가스폭발 또는 분진폭발 위험장소에 설치되는 구조물이 화재 시 일정 시간 붕괴되지 않도록 요구하는 것이다.

건축물의 기둥과 보가 화재로 붕괴되면 건물 전체가 무너질 수 있어 지상 1층(높이 6m 초과 시 6m)까지 내화구조를 요구하며, 위험물 저장·취급용기의 지지대는 높이 30cm를 넘는 것만 대상으로 해 낮은 지지대는 제외한다.

배관·전선관 지지대도 지상으로부터 1단(1단 높이 6m 초과 시 6m)까지 내화구조로 해, 화재 시 배관이 무너져 위험물이 추가로 누출되는 것을 막는다.

[해설]

분진폭발은 열원에 의해 입자 표면이 가열되면서 시작해 연쇄적으로 확산되는 과정이므로, 온도 상승이 먼저 일어나고 그 결과로 가연성 기체가 발생하는 순서를 이해해야 한다.

입자 표면온도 상승 → 표면 열분해로 가연성 기체 발생 → 그 기체가 주위 공기와 혼합 → 점화원에 의한 최초 폭발이 일어나고, 이때 발생한 폭발열이 다시 주변 입자를 가열·열분해시켜 연쇄적으로 확산되는 흐름이다.

[해설]

이 주의사항은 자동전격방지장치가 오작동 없이 정확히 무부하전압을 낮추도록 설치·유지하기 위한 요건이다.

직각 부착을 원칙으로 하되 부득이한 경우 직각에 대해 20도를 넘지 않도록 제한하는 것은 내부 스위치 기구가 부착 자세에 영향을 받기 때문이며, 이완 방지 조치는 이동·진동·충격으로 부착 상태가 흐트러지는 것을 막기 위함이다.

작동상태 표시등과 시험용 테스트 스위치는 작업자가 방지기의 정상 작동 여부를 즉시 확인·조작할 수 있도록 눈에 잘 띄고 손이 닿는 곳에 두어야 하며, 외함 접지는 누전 시 감전을 막는 기본 조치다.

[해설]

역화방지기는 다루는 가스의 종류(아세틸렌·LPG 등)에 따라 내부 소염소자의 구조와 성능시험 조건이 달라, 다른 가스용을 끼우면 역화를 제대로 차단하지 못한다.

또 역화방지기는 한쪽 방향으로만 기능하므로 가스의 흐름 방향을 반대로 달면 소용이 없다. 그래서 자율안전확인 표시 외에 이 두 가지를 추가로 표시하도록 해 현장에서의 오설치를 막는 것이다.

[해설]

이 수치는 산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 1의 급성 독성물질 판정기준으로, 노출 경로에 따라 실험동물의 절반을 사망시키는 용량(LD50) 또는 농도(LC50)를 기준으로 삼는다.

경구 노출은 300mg/kg 이하, 경피 노출은 흡수율이 낮아 1000mg/kg 이하로 완화되며, 가스 흡입은 4시간 노출 기준 2500ppm 이하로 별도 규정한 점이 경로별 차이를 묻는 채점 포인트다.

[해설]

이 표시기호는 자동전격방지기의 설치 형태와 사용 범위를 현장에서 바로 식별하도록 규격화한 것이다.

SP는 용접기 본체와 별도로 부착하는 외장형임을 나타내며, 이는 방지기를 용접기 내부에 넣는 내장형과 구분하기 위한 표시다.

뒤에 붙는 숫자 3은 적용 가능한 정격전류가 300A임을 뜻하고, 문자 A는 용접기에 내장되어 있는 콘덴서의 유무에 관계없이 사용할 수 있는 것을 뜻한다.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙의 가스집합 용접장치 설치·배관 기준으로, 다량의 가스를 모아두는 설비인 만큼 화재 확산과 역화 방지에 초점을 둔다.

가스집합장치를 화기 사용 설비로부터 5m 이상 이격하는 것은 인접 화기로 인한 인화를 막기 위함이고, 하나의 취관에 안전기를 2개 이상 두는 것은 하나가 고장 나도 역화가 배관을 타고 전파되지 않도록 이중으로 막기 위함이다.

용해아세틸렌용 배관·부속기구에 구리나 구리 함유량 70% 이상인 합금을 금지하는 것은 아세틸렌이 구리와 반응해 폭발성이 강한 아세틸라이드를 생성하기 때문이다.

[해설]

정전기 대전은 서로 다른 물체가 접촉하거나 분리될 때 전하가 이동해 발생하며, 접촉·분리가 일어나는 양상에 따라 여러 유형으로 구분한다.

• 마찰대전: 두 물체가 마찰하면서 전하가 이동하는 가장 흔한 형태다.
• 유동대전: 액체가 배관 등을 흐르면서 관벽과의 접촉·분리로 대전되는 형태다.
• 박리대전: 밀착된 두 물체가 떨어질 때 전하가 분리되며 발생한다.
• 충돌대전: 분체나 입자가 서로 충돌할 때 발생한다.

이 밖에 노즐로 분출될 때의 분출대전, 고체가 파괴될 때의 파괴대전도 함께 인정되므로 네 가지를 골라 쓰면 된다.

[해설]

소화기의 적응성은 화재 종류(전기·인화성액체·자기반응성물질)에 따라 필요한 소화 원리가 다르기 때문에 결정된다.

전기화재는 소화약제에 전기가 통하지 않아야 하므로 물이 섞이지 않은 이산화탄소·할로겐화합물·분말소화기만 적응성이 있고, 물 성분이 있는 봉상수·포 소화기는 감전 위험 때문에 부적합하다.

인화성액체(유류)화재는 질식소화가 효과적이라 포·이산화탄소·할로겐화합물·분말소화기가 모두 적응하지만, 자기반응성물질화재는 물질 자체에 산소가 포함돼 질식소화가 어려워 냉각 효과가 큰 봉상수·봉상수강화액·포 소화기가 적응성을 갖는다.

[해설]

가스용기 색채는 고압가스 안전관리법령에 따라 가스 종류를 한눈에 구분해 오사용·오접속 사고를 막기 위한 표시다.

산소는 녹색, 수소는 주황색, 아세틸렌은 황색으로 서로 확연히 구분되는 색을 지정하고, 헬륨·질소처럼 별도로 색이 정해지지 않은 그 밖의 가스는 모두 회색으로 표시한다.

[해설]

혼합가스의 폭발하한계는 각 성분의 부피비를 단독 하한계로 나눈 값의 합으로 100을 나누는 르샤틀리에 법칙으로 구한다.

공식: $L=\dfrac{100}{\frac{80}{9.5}+\frac{10}{5.6}+\frac{10}{3.1}}$
계산: $L=\dfrac{100}{8.42+1.79+3.23}\approx7.4\ \mathrm{vol\%}$

메탄이 80%로 가장 큰 비중을 차지하고 메탄의 단독 하한계(9.5%)가 가장 높아 혼합가스 하한계를 끌어올리는 방향으로 작용하지만, 부탄처럼 하한계가 낮은 성분은 소량이라도 전체 하한계를 낮추는 데 영향을 준다.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제321조(충전전로에서의 전기작업)에서 정한 것으로, 전압이 높을수록 절연파괴로 인한 섬락(불꽃방전) 위험거리가 커지기 때문에 전압 구간별로 접근한계거리를 다르게 정한다.

0.75~2kV에서 45cm이던 거리가 37~88kV에서 110cm, 145~169kV에서 170cm, 242~362kV에서 380cm까지 늘어나는 것은 고전압일수록 공기절연 파괴가 더 먼 거리에서도 일어날 수 있기 때문이며, 각 전압 구간의 경계값과 거리를 정확히 매칭하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

이 대상 업종은 산업안전보건법 시행령 제43조(공정안전보고서의 제출 대상)에서 정한 것으로, 대량의 위험물질을 다뤄 사고 시 피해 규모가 큰 업종을 지정해 사전에 공정안전보고서 제출을 의무화한 것이다.

• 원유 정제처리업과 기타 석유정제물 재처리업.
• 석유화학계 기초화학물질 제조업 또는 합성수지 및 기타 플라스틱물질 제조업.
• 질소 화합물·질소·인산 및 칼리질 화학비료 제조업 중 질소질 비료 제조.
• 화학비료 제조업 중 복합비료 제조.

[해설]

이 기준은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리)에서 정한 것으로, 사업주가 폭발위험장소 구분도를 작성해 관리해야 하는 대상 장소를 규정한다.

인화성 액체의 증기나 인화성 가스를 제조·취급·사용하는 장소는 가스폭발 위험장소로, 인화성 고체를 제조·사용하는 장소는 분진폭발 위험장소로 구분해 각각 한국산업표준이 정하는 기준에 따라 관리한다.

[해설]

이 시험 항목들은 역화방지기가 실제 화염이나 압력 이상 상황에서도 제 기능을 하는지 확인하기 위한 자율안전확인 성능시험이다.

내압시험과 기밀시험은 용기 자체가 압력에 견디고 가스가 새지 않는지 확인하는 구조적 시험이고, 역류방지시험과 역화방지시험은 가스가 거꾸로 흐르거나 불꽃이 역행하는 상황을 재현해 안전기가 이를 실제로 차단하는지 검증하는 기능시험이다.

[해설]

혼합가스의 폭발하한값은 각 성분가스의 부피비를 단독 폭발하한값으로 나눈 값의 합으로 전체 100을 나누는 르샤틀리에 법칙(Le Chatelier's law)으로 구하며, 계산하면 약 4.28 vol%가 된다.

$L=\dfrac{100}{\dfrac{V_1}{L_1}+\dfrac{V_2}{L_2}+\dfrac{V_3}{L_3}}$
$L=\dfrac{100}{\dfrac{80}{5}+\dfrac{15}{3}+\dfrac{5}{2.1}}=\dfrac{100}{23.38}\approx4.28\,\mathrm{vol\%}$

각 성분의 부피비를 단독 하한값으로 나눈 값을 정확히 합산한 뒤 100을 나누는 순서를 지키지 않으면 오답이 되기 쉽다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제304조(누전차단기에 의한 감전방지)에 따라 대지전압이 150V를 초과하는 이동형·휴대형 전기기계·기구와, 습윤장소에서 사용하는 저압(직류 1,500V 이하·교류 1,000V 이하) 전기기계·기구에는 감전방지용 누전차단기를 설치해야 한다.

직류와 교류의 저압 상한 기준이 서로 다르므로(직류 1,500V, 교류 1,000V) 두 수치를 바꿔 암기하지 않도록 주의해야 한다.