산업안전산업기사 · 전기 및 화학설비 안전 관리 과목
산업안전산업기사 감전·정전기·방폭 개념 정리
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AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
개요
이 단원은 사람이 전기에 감전되는 원리와 이를 막는 누전차단기·접근 한계 거리, 정전기가 생기는 원리와 없애는 방법, 그리고 폭발 위험 장소에서 쓰는 방폭 구조를 다룹니다. 계산 문제는 옴의 법칙, 달지엘의 심실세동 전류, 정전기 에너지 세 가지가 중심입니다.
몸에 흐르는 전류는 전압을 전류가 지나는 길의 저항 합으로 나누어 구합니다. 달지엘의 식에 따르면 심실세동을 일으키는 전류는 165를 통전 시간의 제곱근으로 나눈 값(mA)이고, 위험 한계 에너지는 전류의 제곱 × 저항 × 시간으로 구하며 인체 저항 500Ω·1초일 때 약 13.6J 입니다. 감전 방지용 누전차단기는 정격감도전류 30mA 이하, 작동 시간 0.03초 이내여야 합니다.
충전 전로 가까이에서 일할 때는 전압에 따라 접근 한계 거리를 지킵니다. 예를 들어 15kV 초과 37kV 이하인 22.9kV 선로는 90cm 입니다. 정전기는 액체가 배관을 흐를 때(유동 대전), 노즐로 뿜을 때(분출 대전), 붙은 것을 뗄 때(박리 대전) 등에 생기며, 접지·본딩, 가습, 제전기, 대전 방지제, 유속 제한으로 줄입니다. 정전기 방전 에너지는 1/2 × 정전 용량 × 전압의 제곱입니다.
가스 폭발 위험 장소는 폭발 분위기가 늘 있는 0종, 정상 운전 중 생길 수 있는 1종, 이상 상태에서만 잠깐 생기는 2종으로 나눕니다. 방폭 구조 기호는 d 내압, p 압력, o 유입, e 안전증, ia·ib 본질안전, m 몰드입니다.
핵심 개념
누전차단기 성능
감전 방지용은 정격감도전류 30mA 이하, 작동 시간 0.03초 이내입니다. 정격 전부하 전류 50A 이상인 기계는 오작동을 막기 위해 200mA 이하, 0.1초 이내로 할 수 있습니다.
외우는 요령'3이 두 번': 30mA, 0.03초.
출처: 산업안전보건기준에 관한 규칙 · 2026년 기준
심실세동 전류(달지엘)
I = 165 ÷ √T (mA, T는 초)로, 통전 시간이 짧을수록 견딜 수 있는 전류가 커집니다. 위험 한계 에너지는 W = I² × R × T 이고, 500Ω·1초이면 약 13.6J 입니다.
외우는 요령1초면 165mA, 0.25초면 √0.25 = 0.5 로 나눠 330mA.
충전 전로 접근 한계 거리
0.3kV 초과 0.75kV 이하 30cm, 0.75kV 초과 2kV 이하 45cm, 2kV 초과 15kV 이하 60cm, 15kV 초과 37kV 이하 90cm, 37kV 초과 88kV 이하 110cm 입니다.
외우는 요령배전선로 22.9kV 는 90cm 로 바로 떠올리세요.
출처: 산업안전보건기준에 관한 규칙 · 2026년 기준
정전기 대전과 대책
액체가 배관을 흐를 때 유동 대전, 좁은 구멍으로 뿜을 때 분출 대전, 붙은 것을 뗄 때 박리 대전이 생깁니다. 접지·본딩, 가습, 제전기, 대전 방지제, 유속 제한으로 줄입니다.
외우는 요령정전기는 '빠르게, 마르게, 떨어져 있게' 하면 늘어납니다. 그 반대가 대책입니다.
정전기 방전 에너지
W = 1/2 × C × V² 로 구하며, 이 값이 가스·증기의 최소 점화 에너지보다 크면 불이 붙을 수 있습니다.
외우는 요령pF 는 10⁻¹² F, 결과 J 를 mJ 로 바꿀 때는 1,000을 곱합니다.
위험 장소와 방폭 구조
가스 위험 장소는 0종(늘), 1종(정상 운전 중 가끔), 2종(이상 시 잠깐)이고 분진은 20·21·22종입니다. 방폭 기호는 d 내압, p 압력, o 유입, e 안전증, ia·ib 본질안전, m 몰드입니다.
외우는 요령d 는 '단단히 견딘다(내압)', p 는 '압력(pressure)'.
자주 나오는 포인트
- 누전차단기 30mA·0.03초와 예외 200mA·0.1초를 바꿔 낸 선지를 조심하세요.
- 달지엘 식에서 √T 로 나누는지, T 로 나누는지 확인하세요.
- 방폭 기호 e(안전증)와 p(압력)를 바꿔 낸 문제가 자주 나옵니다.
- 정전기 대책에 '유속을 빠르게'가 나오면 오답입니다.
- 감전 전류 계산에서는 직렬로 이어진 저항(인체·신발·바닥·접지)을 모두 더합니다.
헷갈리는 것 비교: 방폭 구조 기호
| 기호 | 이름 | 원리 |
|---|---|---|
| d | 내압 방폭 구조 | 안에서 폭발해도 용기가 견디고 불꽃이 밖으로 안 나감 |
| p | 압력 방폭 구조 | 깨끗한 공기·불활성 가스로 안 압력을 높여 가스 침입 막음 |
| o | 유입 방폭 구조 | 불꽃 생기는 부분을 기름 속에 넣음 |
| e | 안전증 방폭 구조 | 불꽃·고온이 안 생기게 안전도를 높임 |
| ia·ib | 본질안전 방폭 구조 | 불꽃이 생겨도 점화하지 못할 만큼 에너지를 작게 함 |
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 산업안전보건기준에 관한 규칙에 따라 전기기계·기구에 설치하는 감전 방지용 누전차단기의 기본 성능은?
- ① 정격감도전류 30mA 이하, 작동 시간 0.3초 이내
- ② 정격감도전류 200mA 이하, 작동 시간 0.1초 이내
- ③ 정격감도전류 100mA 이하, 작동 시간 0.03초 이내
- ④ 정격감도전류 30mA 이하, 작동 시간 0.03초 이내
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정답: ④ 정격감도전류 30mA 이하, 작동 시간 0.03초 이내
핵심: 누전차단기: 30mA 이하, 0.03초 이내 (50A 이상 기계는 200mA·0.1초)
누전차단기는 전기가 새는 것(누전)을 감지해 전기를 끊습니다. 사람이 감전되어도 심장에 큰 해가 가기 전에 끊어야 하므로 30mA 이하의 누설 전류에서 0.03초 이내에 작동해야 합니다. 정격 전부하 전류가 50A 이상인 큰 기계는 오작동을 막기 위해 200mA 이하, 0.1초 이내로 할 수 있습니다.
틀린 선지
- ① 정격감도전류 30mA 이하, 작동 시간 0.3초 이내: 작동 시간이 기준(0.03초)의 10배로 너무 깁니다.
- ② 정격감도전류 200mA 이하, 작동 시간 0.1초 이내: 정격 전부하 전류가 50A 이상인 기계에 오작동 방지를 위해 예외로 허용되는 값입니다.
- ③ 정격감도전류 100mA 이하, 작동 시간 0.03초 이내: 정격감도전류가 기준(30mA)보다 큽니다.
문제 2. 방폭 구조의 기호 'd'가 뜻하는 것은?
- ① 안전증 방폭 구조
- ② 내압 방폭 구조
- ③ 유입 방폭 구조
- ④ 압력 방폭 구조
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정답: ② 내압 방폭 구조
핵심: 방폭 기호: d 내압, p 압력, e 안전증, o 유입, i 본질안전
내압(耐壓) 방폭 구조(d)는 용기 안으로 들어온 가스가 폭발해도 용기가 견디고, 불꽃이 틈새를 지나며 식어 바깥 가스에 불이 옮겨 붙지 않게 만든 구조입니다. '압력을 견딘다'는 뜻의 내압이며, 안에 압력을 넣는 압력 방폭 구조(p)와 다릅니다.
틀린 선지
- ① 안전증 방폭 구조: 기호는 'e'이며, 불꽃·고온이 생기지 않게 안전도를 높인 구조입니다.
- ③ 유입 방폭 구조: 기호는 'o'이며, 불꽃이 생기는 부분을 기름 속에 넣은 구조입니다.
- ④ 압력 방폭 구조: 기호는 'p'이며, 용기 안에 깨끗한 공기나 불활성 가스를 넣어 압력을 유지하는 구조입니다.
문제 3. 정전기 재해를 막는 방법으로 옳지 않은 것은?
- ① 제전기를 설치해 대전된 물체의 전하를 중화한다
- ② 인화성 액체를 보낼 때 배관 안 유속을 빠르게 한다
- ③ 작업장을 가습해 습도를 높인다
- ④ 금속 배관과 용기를 접지하고 서로 본딩한다
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ② 인화성 액체를 보낼 때 배관 안 유속을 빠르게 한다
핵심: 정전기 대책: 접지·본딩, 가습, 제전기, 대전방지제, 유속 제한
정전기는 빨리 흐르고 세게 비빌수록 많이 생깁니다. 그래서 인화성 액체는 유속을 낮추어 보내야 합니다. 접지·본딩, 제전기, 가습, 대전 방지제 사용은 모두 정전기를 줄이는 방법입니다.
틀린 선지
- ① 제전기를 설치해 대전된 물체의 전하를 중화한다: 정전기를 없애는 옳은 방법입니다.
- ③ 작업장을 가습해 습도를 높인다: 물체 표면에 수분이 생겨 정전기가 잘 새어 나가게 하는 옳은 방법입니다.
- ④ 금속 배관과 용기를 접지하고 서로 본딩한다: 정전기를 땅으로 빼내는 옳은 방법입니다.