방폭기기의 온도등급과 기기의 온도등급 결정하기(가스편)

[방폭인증]

방폭기기를 사용자 그리고 방폭기기 제조자중 온도등급 결정시 혼선을 일으키는 경우가 많네요.

방폭기기(가스) 관련하여 온도등급은 KS C IEC 60079-0에서 T6~T1으로 분류하고 있습니다.

온도등급	최고표면온도 ℃
T1 T2 T3 T4 T5 T6	≤ 450 ≤ 300 ≤ 200 ≤ 135 ≤ 100 ≤ 85

여기서, T6 온도등급의 의미는 최고표면온도가 절대 85도를 넘지 않는다는 즉, 가장 낮은 에너지를 소비하여 발생되는 열이 낮으므로 T5~T1등급이 필요한 장소에 모두 사용할 수 있다는 것을 의미합니다.

IEC에서는 T6~T1으로 온도등급을 구분하고 있지만, NEC T-Code는 좀 더 세분화 되어 있습니다.

NET - IEC 비교

그러면 IEC 표준에서 중간에 해당하는 온도를 사용할 수 있을까요? 답변은 가능합니다. 온도를 지정하면 됩니다.

KS C IEC 60079-0에서는 아래와 같은 문구가 있습니다.

5.3.2.2에서

그룹 II전기기기(Group II electrical equipment), 여기서 그룹 II 가 의미하는 것이 가스지역에 사용 기기를 알고계셔야 합니다.

 측정된 최고표면온도(26.5.1 참조)는 다음을 초과해서는 안 된다.

—  부여된 온도등급(표 2 참조), 또는

—  지정된 최고표면온도, 또는

—  해당하는 경우, 의도된 특정 가스의 발화온도

또한 29.4 절의 d)에서는

a)   그룹 II 방폭기기의 경우, 온도등급을 나타내는 기호. 제조자가 두 온도 등급 사이의 최고표면온도를 표시하고자 하는 경우, 최고표면온도를 섭씨 온도로 단독 표시하거나 최고표면온도를 섭씨로 표시하고 괄호 안에 다음으로 높은 온도등급을 모두 표시할 수 있다. 예를 들어, T1 또는 350 ℃ 또는 350 ℃(T1).

최고표면온도가 450 ℃보다 높은 그룹 II 방폭기기는 섭씨 온도로만 최고표면온도를 표시해야 한다(예: 600 ℃).

그룹 II 방폭기기가 예로 여러 개의 주위온도 범위에 대하여 또는 외부 가열/냉각원(5.1.2 참조) 등으로 모든 정보를 표시에 포함하기 어려운 경우, 다음과 같아야 한다.

•   모든 온도등급에 관한 정보를 인증서에 포함시키고 29.3의 e)에 따라 특정사용조건을 나타내는 기호 “X”를 표시

즉, 온도등급을 지정하지 않고 특정한 온도와 상위 온도등급을 표기하면 됩니다.

하지만 국내에서는 흔하지 않고 전세계적으로 흔히 사용하는 표기법은 아닙니다. 다만, 분진방폭구조에서는 온도를 바로 지정하는 것을 감안하시면 쉽게 이해되시리라 생각됩니다.

의외로 방폭에 대하여 초급자 분들의 경우 방폭기기를 작동할 때 측정한 최고 온도가 온도등급이라고 오인하시는 경우가 많은데요. 방폭기기는 설계시 적용한 사용주위온도에서 발열량을 생각하셔야 합니다. 즉,

(설계시)사용주위온도 + ΔT(에너지 소비에 따른 기기의 발열) < T 등급 이 성립되어야 합니다.

여기서  ΔT는 측정장소(시험실등)에서 [기기에서 측정한 최대온도 - 시험실 온도]입니다.

이를 종합하여 간단 산식으로 표현하면

[(설계시)사용주위온도 + ΔT(최대온도-시험실온도) ] < T 등급

기본적으로 사용주위온도는 -20도~+40도 입니다. 따라서 

일반형의 경우 [ 40 + ΔT(최대온도-시험실온도) ] < T 등급 이 되어야 합니다. 특수형은 -20도~+40도를 벗어나는 것을 의미합니다.

예를 들어 사용주위온도(Tamb) 최대 40도로 선정한 기기가 시험실에서 측정해보니 최대온도가 60도가 나왔고 이때의 시험실 온도가 20도 인 경우 산식에 따라

40+60-20 = 80도가 됩니다. 그러면 위 온도등급에 따라 T6를 부여하고 싶을 겁니다. 하지만 합격기준에는 마진이 크게 있습니다.

최고표면온도에 대한 형식시험을 통한 합부결정에는 산식이 아래와 같습니다.

[(설계시)사용주위온도 + ΔT(최대온도-시험실온도) ] < [ T 등급 - 안전마진]

  ---T6~ T3 : -5도

     T2,  T1 : -10도 를 시험시 반영하게 됩니다.

정리하여 보면 40+(60-20) < 80(T6-5도) 가 되며, 80 < 80 은 논리가 성립되지 않으므로 T6 온도등급이 될 수 없고 T5 온도등급으로 검토되어야 합니다.

아울러 형식시험은 방폭기기의 최악의 시나리오로 실시하여야 합니다. 정격의 90%나 110%중 더 많은 발열을 일으키는 정격으로 실시하게 되므로, 이점에 대하여 유의하셔야 합니다.

즉 형식시험을 통과한 기기라면 일반적으로 상상할 수 있는 악조건에서 절대 해당 온도등급을 초과하지 않게 됩니다.

또한 시험시 방폭기기에서 최고표면온도가 형성되는 지점은 열화상카메라 등 다양한 방법을 통하여 최고점을 찾아야 합니다.

흔히들 최고온도가 형성되는 지점 선정에 실수하는 경우가 많습니다. 다양한 시험경험과 장비가 필요합니다.

쓰다보니 좀 길어졌네요. 유익한 정보가 되기를 희망합니다.