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산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리 해설 페이지

산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    1산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    인화성 액체를 취급하는 설비의 다음 각 위치에 대하여 KS C IEC 60079-10-1 기준으로 폭발위험장소(0종·1종·2종)를 판정하시오.
    ① 인화성 액체를 저장하는 밀폐 탱크 내부의 액면 상부 증기 공간
    ② 탱크 통기구(vent) 개구부 바로 주변
    ③ 정상 운전 시에는 누출이 없고, 밀봉부 손상 등 이상 상태에서만 인화성 증기가 누출될 수 있는 펌프 씰(seal) 주변
    해설
    [모범답안]
    ① 0종 (탱크 내부 증기공간은 폭발성 분위기가 연속·장기간 존재)
    ② 1종 (통기구 개구부는 정상 작동 중 주기적으로 증기 방출·생성)
    ③ 2종 (정상 시 누출 없고 이상 시에만 단시간 누출)
    ■ 핵심 채점어: ① 0종 / ② 1종 / ③ 2종 / 연속 존재/주기적 방출/이상 시 단시간
    ※ 근거: KS C IEC 60079-10-1(누출등급 연속/1차/2차와 장소 종별 대응), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리) [제230조 제목 원문 확인]
    2산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    방폭 전기기기의 EPL(Equipment Protection Level, 기기보호등급) Ga·Gb·Gc에 대하여,
    ① EPL이 의미하는 바를 한 줄로 쓰고,
    ② Ga·Gb·Gc가 각각 적용(설치)될 수 있는 폭발위험장소(0/1/2종)를 매칭하시오.
    해설
    [모범답안]
    ① EPL: 기기가 점화원이 될 확률(위험도)에 따라 부여하는 기기 보호등급
    ② Ga → 0종, Gb → 1종, Gc → 2종
    (Ga는 2개 고장 상태에서도 점화되지 않는 매우 높은 보호수준, Gb는 정상+예상 고장 시, Gc는 정상 작동 시 보호)
    ■ 핵심 채점어: 기기보호등급/점화 확률 / Ga=0종 / Gb=1종 / Gc=2종
    ※ 근거: KS C IEC 60079-0(EPL 정의), KS C IEC 60079-14(EPL과 폭발위험장소 대응: Ga=0종·Gb=1종·Gc=2종)
    3산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    KS C IEC 60079-0에 따른 방폭기기의 온도등급 T1~T6에 대하여, 각 등급이 허용하는 기기의 최고표면온도(℃, 이하)를 쓰시오.
    T1: ( ① ) / T2: ( ② ) / T3: ( ③ ) / T4: ( ④ ) / T5: ( ⑤ ) / T6: ( ⑥ )
    해설
    [모범답안]
    ① T1 = 450℃,
    ② T2 = 300℃,
    ③ T3 = 200℃,
    ④ T4 = 135℃,
    ⑤ T5 = 100℃,
    ⑥ T6 = 85℃ (각 값 이하)
    ■ 핵심 채점어: 450 / 300 / 200 / 135 / 100 / 85
    ※ 근거: KS C IEC 60079-0(전기기기-일반 요구사항, 온도등급별 최고표면온도)
    4산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    어떤 가연성 가스의 발화온도(자연발화온도)가 250℃이다. 이 가스가 존재하는 폭발위험장소에서 사용할 수 있는 방폭기기의 온도등급을 모두 고르고, 그 판정 기준을 쓰시오. (온도등급 최고표면온도: T1 450·T2 300·T3 200·T4 135·T5 100·T6 85℃)
    해설
    [모범답안]
    판정 기준: 기기의 최고표면온도가 가스의 발화온도(250℃)보다 낮아야 함
    사용 가능: T3(200)·T4(135)·T5(100)·T6(85)
    사용 불가: T1(450)·T2(300) — 최고표면온도가 발화온도 이상
    ■ 핵심 채점어: 최고표면온도 < 발화온도 / T3·T4·T5·T6 가능 / T1·T2 불가
    ※ 근거: KS C IEC 60079-0(온도등급), KS C IEC 60079-14(온도등급 선정 원칙: 기기 최고표면온도 < 가스 발화온도)
    5산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    가스·증기의 최대안전틈새(MESG) 값에 따라 폭발등급(가스그룹)을 IIA·IIB·IIC로 분류한다.
    ① 분류 기준(MESG 범위)을 쓰고,
    ② 다음 세 가지 MESG 값을 각각 등급으로 판정하시오. (ㄱ) 1.0mm (ㄴ) 0.65mm (ㄷ) 0.28mm
    해설
    [모범답안]
    ① IIA: MESG≥0.9\text{MESG} \ge 0.9 mm / IIB: 0.5<MESG<0.90.5 \lt \text{MESG} \lt 0.9 mm / IIC: MESG≤0.5\text{MESG} \le 0.5 mm
    ② ㄱ 1.0mm → IIA, ㄴ 0.65mm → IIB, ㄷ 0.28mm → IIC
    (대표가스: IIA 프로판·메탄, IIB 에틸렌, IIC 수소·아세틸렌)
    ■ 핵심 채점어: IIA≥0.9 / IIB 0.5~0.9 / IIC≤0.5 / 1.0→IIA / 0.65→IIB / 0.28→IIC
    ※ 근거: KS C IEC 60079-20-1(가스·증기 분류 자료-MESG), KS C IEC 60079-0(가스그룹 IIA/IIB/IIC)
    6산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    내압방폭구조(d) 외의 다음 방폭구조에 대하여 각각의 방폭 원리를 설명하시오.
    ① 압력방폭구조(p)
    ② 안전증방폭구조(e)
    ③ 본질안전방폭구조에서 ia와 ib의 차이
    해설
    [모범답안]
    ① 압력(p): 용기 내부에 보호기체(신선한 공기·불활성가스)를 봉입해 내부압을 외부보다 높게 유지하여 외부 폭발성 가스가 용기 내부로 침입하지 못하게 한 구조
    ② 안전증(e): 정상 운전 중 불꽃·아크·과열이 발생하지 않는 부분에 대해 이들이 생기지 않도록 구조 및 온도상승에 대한 안전도를 특별히 높인 구조
    ③ ia = 2개의 고장이 동시에 발생해도 점화되지 않음(0종 사용), ib = 1개의 고장이 발생해도 점화되지 않음(1종 사용)
    ■ 핵심 채점어: 보호기체 봉입·내부압 높게 / 불꽃·아크·과열 발생 억제/안전도 증가 / ia=2고장·0종 / ib=1고장·1종
    ※ 근거: KS C IEC 60079-2(압력방폭 p), KS C IEC 60079-7(안전증 e), KS C IEC 60079-11(본질안전 ia/ib)
    7산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    최소점화에너지(MIE)에 관하여 답하시오.
    ① MIE의 정의를 쓰시오.
    ② 정전용량 C=100C = 100 pF인 대전 도체가 V=10V = 10 kV로 대전되어 있을 때 방전 시 방출되는 정전에너지(J)를 E=12CV2E=\dfrac{1}{2}CV^{2}로 계산하시오.
    ③ MIE가 작아지는(점화가 쉬워지는) 조건을 2가지 쓰시오.
    해설
    [모범답안]
    ① MIE: 가연성 혼합기(가스·증기·분진)를 점화시키는 데 필요한 최소한의 에너지
    ② E=12×100×10−12×(104)2=12×100×10−12×108=5×10−3E = \dfrac{1}{2} \times 100\times10^{-12} \times (10^{4})^{2} = \dfrac{1}{2} \times 100\times10^{-12} \times 10^{8} = 5\times10^{-3} J = 5 mJ
    ③ 온도·압력·산소농도 증가 시, 화학양론농도(가연 하한~상한 중앙) 부근일 때 (수소·아세틸렌 등 IIC 가스일수록 MIE 작음)
    ■ 핵심 채점어: 점화에 필요한 최소 에너지 / ½CV² / 5mJ(5×10⁻³ J) / 온도·압력·산소농도↑ / 화학양론농도 부근
    ※ 근거: E=½CV²(정전에너지 관계식), KS C IEC 60079-11(본질안전-점화에너지 개념)
    8산업안전기사 실기 신출대비 — 8. 전기 방폭 관리
    산업안전보건기준에 관한 규칙 제311조 및 KS C IEC 60079-14에 따라 폭발위험장소에 전기기기를 선정할 때, 0종·1종·2종 장소에 각각 사용할 수 있는 방폭구조를 매칭하시오.
    해설
    [모범답안]
    ① 0종: 본질안전방폭구조 ia (및 몰드 Ex ma)
    ② 1종: 내압 d·압력 p·안전증 e·유입 o·본질안전 ia/ib·몰드 m·충전 q (0종용 구조 포함)
    ③ 2종: 1종에 사용 가능한 모든 구조 + 비점화방폭구조 n
    (상위 종 장소용 구조는 하위 종 장소에도 사용 가능)
    ■ 핵심 채점어: 0종=본질안전 ia / 1종=d·p·e·o·ia/ib·m·q / 2종=1종용 전부+비점화 n / 상위→하위 사용 가능
    ※ 근거: 산업안전보건기준에 관한 규칙 제311조(폭발위험장소에서 사용하는 전기 기계·기구의 선정 등), KS C IEC 60079-14(폭발성 분위기-전기설비 설계·선정 및 설치) [제311조 제목 law.go.kr 원문 확인]