산업 자동화 분야의 전원공급 장치와 관련된 다양한 안전 표준에 관해 알아보기

2024. 11. 15
A worker operates a control panel between two industrial robotic arms in a factory setting
산업 자동화 시스템에서 부하(장치 및 기계)와 직원의 안전은 모두 매우 중요합니다. 물론, 전원공급 장치는 이러한 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 그러나 적절히 관리하지 않으면 잠재적인 위험 요소가 되기도 합니다. 이 블로그에서는 산업 현장의 전원공급 장치와 관련된 장치 및 직원의 안정성 요구 사항에 관해 알아보겠습니다.

목차

산업 자동화에 사용되는 전원공급 장치에는 여러 가지 안전장치가 적용됩니다. 이러한 안전장치는 개별적으로는 각기 다른 작동 분야에 해당하지만, 함께 사용하는 경우 서로 보완하여 적절한 수준의 보호 기능을 제공하고, 사고나 장치 손상, 상해를 예방하기도 합니다.

Safety Class, Zone, Division이란?

적절한 수준으로 보호하려면 해당 산업 환경의 여러 가지 측면을 정확하게 규명하고 그와 관련된 위험 수준을 정밀하게 파악해야 합니다. 보호 분류에도 여러 가지가 있으며, 이는 각기 다른 작동 분야를 다룹니다.
Safety Class(I, II, III)는 감전에 대한 보호 수준을 규정합니다. Class I 장치는 접지해야 하고, Class II는 이중 절연을 제공하며, Class III는 감전 위험을 예방할 수 있는 낮은 전압에서 작동합니다.
위험 지역은 가연성 기체, 증기나 분진의 존재 여부를 나타내며, 북미의 경우 Class and Division 시스템, 국제 표준으로는 Zone 시스템에 따라 분류됩니다.
온도 등급(T1~T6)은 최대 안전 표면 온도를 나타내고, 방진방수(IP) 등급은 분진과 수분에 대한 안전성을 나타내 장치가 여러 가지 환경적 조건을 감당할 수 있음을 보장합니다.

인클로저 보호 등급

전원공급 장치가 내장된 인클로저는 실제 사용 장소에 따른 평가를 거칩니다.
ATEX(ATmosphères EXplosibles)는 Zone 등급에 따라 폭발성 대기로 분류되는 곳에서 사용되는 장치를 주로 다룹니다. ATEX 인클로저는 이러한 대기의 발화를 방지하도록 설계되어 있으며, 방폭 요소와 화염 포집기가 포함됩니다. 이 표준에서는 장치가 스파크나 과열과 같이 폭발성 소재를 점화할 수 있는 현상을 일으키지 않도록 방지하는 것을 강조합니다.
IEC Ex는 폭발성 대기에서 사용되는 장치에 관한 국제적인 인증 시스템으로, 안전성에 대한 글로벌 표준을 제공합니다. 이 표준은 여러 나라의 인증에 대한 접근 방식을 효과적으로 결합하여 장치가 폭발 방지를 위한 엄격한 안전성 요구 사항에 부합하도록 보장합니다. IEC Ex에서는 다양한 유해 환경을 다루며, 테스트와 인증에 국가 간 일관성이 유지되어야 한다는 점을 강조합니다.
NEMA(National Electrical Manufacturers Association): NEMA 인클로저는 주로 북미에서 사용되며, 폭발성 대기보다는 먼지, 습기, 극고온이나 저온과 같은 환경 요인으로부터 장치를 보호하는 것을 중요시합니다. NEMA 등급은 NEMA 1(범용 보호)부터 NEMA 13(방수 및 방진 기능이 필수인 열악한 조건)까지 광범위합니다.
UL 60947은 미국 보험협회 안전시험소(Underwriters Laboratories, UL)에서 정립한 산업용 제어 장치(산업용 전원공급 장치 포함) 대상 안전 표준입니다. 여기에는 산업 제어 시스템에 사용되는 전원공급 장치의 안전한 작동을 보장하기 위한 각종 전기, 기계, 화재 안전 요구 사항이 개략적으로 기재되어 있습니다. UL 60947은 과전류 방지, 절연, 온도 등급, 환경 저항 등 여러 가지 측면을 다루어 전원공급 장치가 혹독한 산업 환경을 견딜 수 있는지 확인합니다. UL 60947을 준수한다면 전원공급 장치가 안전성 및 안정성 테스트를 거쳤고, 해당 제품이 산업 현장의 장비와 인력에 대한 필수 표준에 부합한다는 것을 의미합니다.
IEC 62368-1은 산업용 전원공급 장치를 포함한 각종 오디오, 비디오, 정보, 통신 기술 장비에 대한 안전 표준입니다. EN/IEC 62368-1은 앞서 언급한 여러 가지 인시던트 기반 표준과 달리, 위해 요소 기반으로 접근하여 피해를 초래할 가능성에 따라 에너지 공급원을 분류함으로써 감전, 화재, 열로 인한 상해 등과 같은 잠재적 위험을 파악하고 완화합니다. 이 표준은 그러한 에너지 공급원에 대한 안전장치를 규정하고, 그러한 안전장치를 적용하는 방법과 각 장치의 요구 사항에 대한 지침을 제공합니다. 또한 산업용 전원공급 장치의 절연, 과전류 방지, 온도 제어, 기계적 안정성 요구 사항을 지정하여 이러한 위해 요소에 대해 적절한 보호가 이루어지도록 보장합니다. IEC 62368-1은 EN 60950-1(정보 기술 장치) 및 EN 60065(오디오, 비디오 및 유사 전자 기구)와 같은 기존 표준을 대체합니다. 이 표준에는 이전에 기존 표준에서 다루었던 모든 제품과 더불어 기타 여러 가지 항목이 포함됩니다.
IEC 61010-2-201은 산업용 전원공급 장치를 포함해 계측, 제어, 실험실 연구 목적 등에 쓰이는 제어 장치 안전 요구 사항을 규명합니다. 여기에 포함되는 주요 측면으로는 전기 안전성(절연, 연면 거리, 충격 방지), 열 관리(과열 방지, 온도 상승 한도), 기계적 안전성(인클로저 강도 및 부품 접근성) 등이 있습니다. 이 표준에서는 환경 보호(먼지, 습기, 부식성 물질에 대한 내성)와 기능적 안전성(안정적인 제어 기능과 중복성)도 다룹니다. 이 표준을 준수하는 전원공급 장치는 산업 현장에서 안전하고 안정적이며, 장비 손상을 방지하고 작업자를 전기적 위험에서 보호할 수 있음을 의미합니다.
마지막 두 가지 표준의 차이점은 무엇인가요? IEC 62368-1의 범위가 더 넓고, IEC 61010-2-201은 좀 더 산업 현장에 국한됩니다. IEC 62368-1은 소비자 가전제품, 오피스 환경을 비롯한 더 다양한 전자 장비에 대해 위해 요소에 기반한 안전 엔지니어링 접근 방식을 취합니다. 특히 에너지 분류에 기반한 잠재적 위해 요소로부터 보호하는 데 중점을 두고 있으며, 일반 용도에 적합합니다.

반면 IEC 61010-2-201의 경우, 산업용 전원공급 장치를 비롯한 산업 제어 장치에 대한 구체적인 안전 요구 사항을 제공합니다. 이 표준은 전기, 기계, 환경적 내구성에 초점을 두고 산업 현장에 맞춰 제작되어 있으며, 사용자가 위험한 상황에서 작업하는 데 적절한 교육을 받은 것으로 가정합니다.

LPS 인증의 정의와 중요한 이유?

LPS는 유한 전력원(Limited Power Source)을 말합니다. LPS 인증 전원공급 장치는 감전이나 화재 위험을 제한하고자 특정 안전성 요구 사항에 부합하도록 설계된 것입니다. 이러한 전원공급 장치는 IEC 62368-112와 같은 표준에 따라 규제됩니다.

LPS 인증 전원공급 장치의 주요 특징은 다음과 같습니다.

  • 전압 및 전류 한도. LPS 인증은 전압과 전류에 엄격한 제한을 적용합니다. 예를 들어 출력 전압은 보통 30VDC 또는 30VACrms 이하이고, 최대 단락 전류는 8A로 제한됩니다.
  • 전력 한도. 최대 전력 출력은 100W로 제한되며, 고장 조건에서도 마찬가지입니다.
  • 안전 기능. LPC 공급장치에는 부하에 공급되는 전류를 제한하기 위해 퓨즈나 차단기와 같은 과전류 보호 장치가 포함되는 경우가 많습니다.

이러한 제한 덕분에 LPS 인증 전원공급 장치가 감전 또는 화재를 일으킬 가능성이 매우 낮으므로, 다양한 용도로 안전하게 사용할 수 있습니다.

RECOM의 RACM90-K AC/DC 전원공급 장치는 90W 출력을 제공하며 의료, ITE, 산업 및 가전제품 시장의 안전 표준에 따라 LPS 등급을 받았습니다. 또한 업계 표준인 2”x4” 풋프린트이며, 오픈 카드 또는 인클로저 등의 다양한 형태로 제공됩니다. 입력은 100VAC~240VAC로 광범위하지만, 출력은 엄격하게 조절됩니다. EMC 표준 EN55032 Class B를 여유 있게 준수하는 탁월한 사양이므로 시스템에 쉽게 통합할 수 있습니다. 이 제품군에는 온보드 듀얼 퓨즈가 포함되며, 설치 등급 3에 대항하는 서지 내성과 과전압 카테고리 OVCIII를 자랑합니다. 이 시리즈는 고도 4,000m까지 인증을 받았으며, 작동 온도 범위가 넓어 시중에서 가장 다목적성이 뛰어난 제품 중 하나입니다.

결론

산업 자동화 부문에서 장비와 인력의 안전을 보호하는 것은 복잡하고 다면적인 작업입니다. 전원공급 장치를 다루거나, 장치를 내장하는 인클로저, 작동 환경을 다루는 안전 표준도 여러 가지가 있습니다. RECOM의 전원공급 장치는 모두 관련 표준을 준수합니다. RECOM의 RACM90-K 제품군은 LPS 인증을 취득했으며, 요구 사항이 가장 엄격한 의료 및 산업 부문에 필요한 다른 안전 등급도 갖추고 있습니다.
용도
  Series
1 AC/DC, 90.0 W, Single Output, Connector RACM90-K Series
Focus 신규
  • Wide range input: 85-264VAC
  • Operating temperature from -40°C to +90°C
  • OVC III and LPS rated
  • 2MOPP medical certified, B and BF compliant