기기보호수준(EPL)과 Zone의 관계
PSM 폭발위험장소에서 방폭기기를 선정할 때 Zone만 확인해서는 충분하지 않습니다.
Zone 0·1·2는 폭발성 가스 분위기가 얼마나 자주, 얼마나 오래 존재할 가능성이 있는지를 나타내는 장소의 위험등급입니다.
반면 기기보호수준(EPL, Equipment Protection Level)은 해당 방폭기기가 어느 정도 수준의 점화방지 신뢰성을 가지고 있는지를 나타냅니다.
가스 분위기에서는 일반적으로 다음과 같이 구분합니다.
| 폭발위험장소 | 요구되는 EPL | 보호수준 |
|---|---|---|
| Zone 0 | Ga | 매우 높음 |
| Zone 1 | Ga 또는 Gb | 높음 이상 |
| Zone 2 | Ga, Gb 또는 Gc | 강화된 보호 이상 |
따라서 기본적인 관계는 다음과 같이 이해할 수 있습니다.
Zone 0 → Ga
Zone 1 → Gb 이상
Zone 2 → Gc 이상
1. 기기보호수준(EPL)이란?
EPL은 방폭기기가 폭발성 분위기에서 점화원이 되지 않도록 어느 수준까지 보호성능을 확보하고 있는지를 나타내는 분류입니다.
가스 분위기에서는 다음과 같이 표시합니다.
| EPL | 의미 |
|---|---|
| Ga | 매우 높은 보호수준 |
| Gb | 높은 보호수준 |
| Gc | 강화된 보호수준 |
여기서 G는 Gas를 의미합니다.
분진 분위기에서는 별도로 Da, Db, Dc를 사용합니다.
2. Zone과 EPL은 서로 다른 개념
Zone과 EPL을 같은 개념으로 생각하면 안 됩니다.
| 구분 | Zone | EPL |
|---|---|---|
| 대상 | 장소 | 기기 |
| 의미 | 폭발성 분위기 존재 가능성 | 기기의 점화방지 보호수준 |
| 예시 | Zone 0·1·2 | Ga·Gb·Gc |
| 질문 | 이 장소는 얼마나 위험한가? | 이 기기는 어느 정도 보호되는가? |
따라서 먼저 장소의 Zone을 결정한 다음 그 Zone에 사용할 수 있는 EPL의 기기를 선정합니다.
3. Zone 0에는 Ga가 요구되는 이유
Zone 0은 폭발성 가스 분위기가 연속적·장시간 또는 빈번하게 존재할 수 있는 장소입니다.
따라서 방폭기기가 단순한 정상상태뿐 아니라 높은 수준의 고장상태에서도 점화원이 되지 않아야 합니다.
이 때문에 Zone 0에서는 일반적으로 Ga 수준의 기기가 요구됩니다.
대표적인 장소는 다음과 같습니다.
- 가연성 액체 Tank 내부
- Vessel 내부 폭발성 분위기
- 일부 밀폐 Process 내부
즉,
Zone 0 = 폭발성 분위기 존재 가능성이 가장 높음 → 매우 높은 기기보호수준 필요 → Ga
로 이해하면 쉽습니다.
4. Zone 1에는 Gb 이상을 적용
Zone 1은 정상운전 중 폭발성 분위기가 발생할 가능성이 있는 장소입니다.
일반적으로 Gb 이상의 EPL을 적용할 수 있습니다.
| EPL | Zone 1 적용 |
|---|---|
| Ga | 가능 |
| Gb | 가능 |
| Gc | 일반적으로 부적합 |
즉, Zone 1에 반드시 Gb만 설치해야 한다는 의미가 아니라 Gb 이상의 보호수준이 필요하다는 의미입니다.
Ga 기기는 더 높은 보호수준이므로 Zone 1에서도 사용할 수 있습니다.
5. Zone 2에는 Gc 이상을 적용
Zone 2는 정상운전 중 폭발성 분위기가 발생할 가능성이 낮고, 발생하더라도 짧게 지속되는 장소입니다.
따라서 기본적으로 Gc 이상의 기기를 적용할 수 있습니다.
| EPL | Zone 2 적용 |
|---|---|
| Ga | 가능 |
| Gb | 가능 |
| Gc | 가능 |
따라서 가스용 EPL 적용관계를 단순화하면 다음과 같습니다.
Ga > Gb > Gc
보호수준이 높은 기기는 상대적으로 낮은 위험 Zone에도 사용할 수 있습니다.
6. EPL 적용관계를 표로 이해
가장 실무적으로 기억하기 좋은 표입니다.
| 기기 EPL | Zone 0 | Zone 1 | Zone 2 |
|---|---|---|---|
| Ga | 적용 가능 | 적용 가능 | 적용 가능 |
| Gb | 적용 불가 | 적용 가능 | 적용 가능 |
| Gc | 적용 불가 | 적용 불가 | 적용 가능 |
즉,
Ga → Zone 0·1·2
Gb → Zone 1·2
Gc → Zone 2
라고 이해하면 됩니다.
7. Ga의 보호 개념
Ga는 매우 높은 수준의 보호를 요구합니다.
Zone 0에서는 폭발성 분위기가 상당한 시간 동안 존재할 수 있으므로 기기의 단일 고장만 고려해서는 부족합니다.
Ga 수준의 기기는 일반적으로 정상운전뿐 아니라 예상 가능한 고장상태에서도 높은 점화방지 수준을 확보하도록 설계됩니다.
대표적으로 Zone 0에서 많이 사용되는 방폭기술 중 하나가 본질안전방폭 Ex ia입니다.
8. Gb의 보호 개념
Gb는 높은 수준의 기기보호를 의미합니다.
Zone 1에서 폭발성 분위기가 정상운전 중 발생할 수 있기 때문에 정상적인 기기작동에서 점화원이 발생해서는 안 되며 예상되는 고장조건도 고려한 보호수준이 필요합니다.
대표적인 방폭형식으로는 조건에 따라 다음이 사용될 수 있습니다.
- Ex db
- Ex eb
- Ex ib
- Ex pxb 등
다만 방폭형식별 적용 가능 Zone은 해당 IEC/KS 기준과 인증내용을 확인해야 합니다.
9. Gc의 보호 개념
Gc는 Zone 2에 대응하는 기기보호수준입니다.
Zone 2에서는 폭발성 분위기가 정상운전 중 형성될 가능성이 낮으므로 Ga·Gb보다 상대적으로 낮은 수준의 보호요구가 적용됩니다.
하지만 Gc가 일반 비방폭기기라는 뜻은 아닙니다.
Zone 2에서 사용하도록 적절한 방폭 보호성능과 인증조건을 갖춘 기기여야 합니다.
10. 방폭기기 명판에서 EPL 확인
현장 기기의 명판에 다음과 같은 표기가 있다고 가정하겠습니다.
Ex db IIC T4 Gb
이를 구분하면 다음과 같습니다.
| 표기 | 의미 |
|---|---|
| Ex | 방폭기기 |
| db | 방폭형식 |
| IIC | Gas Group |
| T4 | 온도등급 |
| Gb | EPL |
마지막의 Gb가 바로 기기보호수준입니다.
따라서 이 기기는 일반적으로 Zone 1 또는 Zone 2에서 적용 가능한 수준으로 검토할 수 있습니다.
11. Ex db IIC T4 Gb 실제 판독
예를 들어 현장 Hazardous Area Drawing에 다음과 같이 표시되어 있다고 하겠습니다.
Zone 1 / IIB / T4
설치된 Motor의 명판은,
Ex db IIC T4 Gb
라고 되어 있습니다.
각 항목을 비교해보겠습니다.
| 항목 | 요구조건 | Motor | 판단 |
|---|---|---|---|
| Zone | Zone 1 | EPL Gb | 적합 검토 가능 |
| Gas Group | IIB | IIC | 상위 수준 |
| Temperature | T4 | T4 | 일치 |
| 방폭형식 | Zone 1 적용 필요 | Ex db | 인증조건 확인 |
이처럼 방폭 적합성은 EPL 하나만 보지 않고 여러 조건을 함께 비교해야 합니다.
12. EPL과 Gas Group은 다른 기준
EPL과 Gas Group 역시 서로 다른 개념입니다.
예를 들어,
Ex db IIC T4 Gb
에서,
- IIC = Gas Group
- T4 = Temperature Class
- Gb = EPL
입니다.
| 구분 | 확인내용 |
|---|---|
| EPL | 기기의 보호수준 |
| Gas Group | 어떤 가스에서 사용할 수 있는가 |
| Temperature Class | 표면온도가 적절한가 |
| Protection Type | 어떤 원리로 점화를 방지하는가 |
따라서 Gb라는 이유만으로 IIC 장소에 무조건 설치할 수 있는 것은 아닙니다.
13. EPL과 온도등급도 별도로 확인
Zone 1에 사용할 수 있는 Gb 기기라도 온도등급이 맞지 않으면 사용할 수 없습니다.
예를 들어 장소 요구조건이,
Zone 1 / IIB / T4
인데 기기가,
Ex db IIB T2 Gb
라면,
EPL은 Gb로 적절하고 Gas Group도 IIB지만 온도등급 T2가 요구되는 T4 조건에 적합한지는 문제가 됩니다.
| 등급 | 최대 표면온도 |
|---|---|
| T1 | 450℃ |
| T2 | 300℃ |
| T3 | 200℃ |
| T4 | 135℃ |
| T5 | 100℃ |
| T6 | 85℃ |
따라서 EPL만으로 최종 판정하지 않습니다.
14. Zone 1에 Ga를 사용하면 더 좋은가?
기술적으로 해당 조건을 모두 만족한다면 Ga 기기를 Zone 1에 사용할 수 있습니다.
하지만 무조건 높은 등급을 사용하는 것이 최적설계라는 의미는 아닙니다.
Ga 기기는 일반적으로 더 엄격한 보호설계가 적용되므로,
- 비용
- 유지관리
- 기기선택
- 설치방식
등을 고려해야 합니다.
따라서 해당 Zone에서 요구되는 보호수준 이상을 만족하면서 공정조건에 적합한 기기를 선정하는 것이 중요합니다.
15. Zone 0에 Gb를 설치하면 안 되는 이유
Zone 0에서는 폭발성 분위기가 지속적으로 존재할 가능성이 있습니다.
반면 Gb는 Zone 1 수준을 고려한 보호등급입니다.
따라서 일반적인 적용에서는,
Zone 0 + Gb = 부적합
으로 판단합니다.
예를 들어 Tank 내부에 설치되는 Level Transmitter Sensor가 Zone 0에 노출된다면 해당 부분에 요구되는 EPL을 확인해야 합니다.
이 때문에 본질안전회로가 자주 사용됩니다.
16. 같은 계기라도 위치에 따라 EPL이 달라질 수 있다
Level Transmitter를 예로 들어보겠습니다.
Tank 내부에 Probe가 들어가고 Transmitter Head는 Tank 외부에 있다고 가정하겠습니다.
| 부분 | 위치 | 위험구분 예시 |
|---|---|---|
| Sensor/Probe | Tank 내부 | Zone 0 가능 |
| Transmitter Head | Tank 외부 | Zone 1·2 가능 |
| Control Room | 비위험장소 | Non-hazardous |
따라서 계기 하나를 단순히 “Zone 1 기기”라고 보는 것보다 각 부분이 실제로 어떤 위험분위기에 노출되는지 확인해야 합니다.
17. 분진에서는 Da·Db·Dc 사용
분진 폭발위험장소에서는 Gas용 Ga·Gb·Gc가 아니라 Da·Db·Dc를 사용합니다.
| Dust Zone | 일반적인 EPL 관계 |
|---|---|
| Zone 20 | Da |
| Zone 21 | Da 또는 Db |
| Zone 22 | Da, Db 또는 Dc |
따라서 기본 관계는 다음과 같습니다.
Zone 20 → Da
Zone 21 → Db 이상
Zone 22 → Dc 이상
가스와 구조가 매우 유사합니다.
18. Gas와 Dust EPL 비교
가스와 분진을 같이 정리하면 다음과 같습니다.
| 위험장소 | Gas EPL | Dust EPL |
|---|---|---|
| Zone 0 / Zone 20 | Ga | Da |
| Zone 1 / Zone 21 | Gb 이상 | Db 이상 |
| Zone 2 / Zone 22 | Gc 이상 | Dc 이상 |
여기서 G는 Gas, D는 Dust를 의미합니다.
따라서 Zone 숫자만 보고 Gas용 기기와 Dust용 기기를 혼용해서는 안 됩니다.
19. PSM 현장점검에서 EPL 확인 방법
PSM 자체감사에서는 폭발위험장소 한 곳을 선정하여 도면부터 현장까지 추적하는 방법이 효과적입니다.
예를 들어,
Zone 1 / IIB / T4
지역의 Motor를 확인한다고 하겠습니다.
| 확인순서 | 확인내용 |
|---|---|
| ① | Hazardous Area Drawing에서 Zone 확인 |
| ② | 취급물질의 Gas Group 확인 |
| ③ | 요구 Temperature Class 확인 |
| ④ | 현장 Motor 명판 확인 |
| ⑤ | EPL Gb 이상 여부 확인 |
| ⑥ | Gas Group IIB 이상 여부 확인 |
| ⑦ | Temperature Class 적합성 확인 |
| ⑧ | 방폭형식 확인 |
| ⑨ | Cable Gland·Plug 상태 확인 |
| ⑩ | 인증조건과 실제 설치상태 비교 |
특히 명판의 Ex 표시만 보고 검사를 종료하지 않는 것이 중요합니다.
20. 정리
Zone과 EPL의 관계는 다음 한 문장으로 정리할 수 있습니다.
Zone은 장소의 위험수준이고, EPL은 그 장소에 설치되는 기기의 보호수준입니다.
가스 폭발위험장소에서는 다음 관계를 기본으로 이해하면 됩니다.
| Zone | 최소 EPL 수준 | 적용 가능한 EPL |
|---|---|---|
| Zone 0 | Ga | Ga |
| Zone 1 | Gb | Ga, Gb |
| Zone 2 | Gc | Ga, Gb, Gc |
분진의 경우도 같은 원리입니다.
| Dust Zone | 최소 EPL 수준 | 적용 가능한 EPL |
|---|---|---|
| Zone 20 | Da | Da |
| Zone 21 | Db | Da, Db |
| Zone 22 | Dc | Da, Db, Dc |
실무에서는 다음 흐름으로 확인하는 것이 좋습니다.
| 단계 | 검토내용 |
|---|---|
| ① | 위험장소 Zone 확인 |
| ② | 요구 EPL 확인 |
| ③ | Gas 또는 Dust 구분 |
| ④ | Gas Group 또는 Dust Group 확인 |
| ⑤ | Temperature Class·최대 표면온도 확인 |
| ⑥ | 적절한 방폭형식 선정 |
| ⑦ | 방폭기기 인증명판 확인 |
| ⑧ | Cable Gland 등 부속품 확인 |
| ⑨ | 실제 설치상태 확인 |
| ⑩ | MOC 시 재평가 |
특히 현장에서는 **“Zone 1이니까 방폭기기면 된다”**는 방식으로 판단하지 않는 것이 중요합니다.
예를 들어 Zone 1에서는 Gb 이상의 EPL이 필요하지만 그것만으로 충분하지 않습니다. 해당 기기의 Gas Group, 온도등급, 방폭형식, 사용 주위온도와 설치조건까지 맞아야 합니다.
따라서 실제 방폭기기 적합성은 다음과 같이 확인하는 것이 가장 이해하기 쉽습니다.
Zone → EPL → Gas/Dust Group → Temperature Class → Protection Type → 인증조건 → 현장 설치상태
이 연결관계를 기준으로 관리하면 PSM 폭발위험장소 구분도와 실제 현장의 방폭기기 적합성을 체계적으로 확인할 수 있습니다.
Analyst
댓글 0
첫 댓글을 남겨보세요.