방폭등급 Ex d와 Ex e의 차이

석유화학공장이나 가스 취급시설에서는 인화성 가스가 존재할 가능성이 있는 장소에 일반 전기기기를 설치하기 어렵습니다.

모터, 조명등, 정션박스(Junction Box), 로컬패널(Local Panel), 스위치(Switch) 등에서 발생하는 전기적 스파크(Spark), 아크(Arc), 고온표면(Hot Surface)이 폭발성 가스의 점화원이 될 수 있기 때문입니다.

이러한 위험장소에는 주변 조건에 적합한 방폭기기를 선정해야 하며, 현장에서 자주 접하는 방폭표시가 Ex d와 Ex e입니다.

두 방식 모두 폭발위험장소에서 사용하는 방폭구조이지만 폭발을 방지하는 원리는 서로 다릅니다.

Ex d는 기기 내부에서 폭발이 발생하더라도 외부 폭발성 분위기로 화염이 전파되지 않도록 하는 방식이고, Ex e는 정상적인 사용조건에서 점화원이 발생하지 않도록 전기적·기계적 안전성을 높이는 방식입니다.

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1. Ex d와 Ex e는 방폭등급보다 방폭구조에 가까운 개념

현장에서는 Ex d와 Ex e를 흔히 ‘방폭등급’이라고 표현합니다.

하지만 기술적으로는 방폭구조(Type of Protection)를 나타내는 표시로 이해하는 것이 정확합니다.

예를 들어 다음과 같은 방폭표시가 있다고 가정해 보겠습니다.

Ex db IIC T4 Gb

각 표시에는 서로 다른 의미가 있습니다.

표시	의미	확인사항
Ex	방폭기기	폭발위험장소용 기기
db	내압방폭(Flameproof Enclosure)	적용된 방폭구조
IIC	가스그룹(Gas Group)	적용 가능한 폭발성 가스
T4	온도등급(Temperature Class)	기기의 최고표면온도
Gb	기기보호수준(EPL)	위험장소에 필요한 보호수준

따라서 Ex d가 Ex e보다 높다거나 Ex e가 Ex d보다 낮은 방폭등급이라고 판단하면 안 됩니다.

방폭구조뿐만 아니라 가스그룹, 온도등급, 기기보호수준(EPL), 사용환경 등을 함께 확인해야 합니다.

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2. Ex d의 기본 원리

Ex d는 내압방폭(Flameproof Enclosure) 구조입니다.

내부에서 폭발성 가스가 점화되어 폭발하더라도 외함이 그 압력을 견디고, 내부 화염이 외부의 폭발성 분위기로 전파되지 않도록 설계합니다.

쉽게 표현하면 다음과 같습니다.

단계	상태
①	폭발성 가스가 기기 내부에 존재
②	내부 전기부품에서 점화 발생 가능
③	기기 내부에서 폭발 발생
④	외함이 내부 폭발압력을 견딤
⑤	화염통로(Flamepath)를 통해 화염 전파 억제
⑥	외부 폭발성 분위기의 2차 점화 방지

여기에서 중요한 점은 Ex d가 가스의 내부 유입 자체를 막는 구조라는 의미는 아니라는 것입니다.

내부에서 점화가 발생할 가능성을 고려하고, 폭발이 발생하더라도 그 영향을 외함 내부에 제한하는 것이 기본 개념입니다.

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3. Ex e의 기본 원리

Ex e는 안전증방폭(Increased Safety) 구조입니다.

Ex d와 달리 내부 폭발을 견디는 방식이 아니라 정상적인 사용조건에서 스파크, 아크 또는 위험한 온도가 점화원이 되지 않도록 안전성을 높이는 방식입니다.

대표적인 설계 개념은 다음과 같습니다.

안전조치	목적
접속부 풀림 방지	접촉불량 및 아크 방지
충분한 절연성능 확보	절연파괴 및 단락 방지
연면거리·공간거리 확보	전기적 섬락 방지
온도상승 제한	고온표면에 의한 점화 방지
단자 구조 강화	접촉저항 증가 방지
외부 이물질·수분 관리	절연성능 저하 방지

즉,

Ex d = 발생한 폭발을 외부로 전파하지 않는 방식

Ex e = 점화원이 만들어지지 않도록 하는 방식

으로 이해하면 두 방폭구조의 차이가 명확해집니다.

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4. Ex d와 Ex e의 가장 큰 차이

Ex d와 Ex e의 기본적인 차이는 다음 표로 정리할 수 있습니다.

구분	Ex d	Ex e
한글 명칭	내압방폭	안전증방폭
영문	Flameproof Enclosure	Increased Safety
기본 원리	내부 폭발의 외부 전파 방지	점화원 발생 방지
내부 점화 가능성	고려	정상 사용에서 발생하지 않도록 설계
스파크·아크	발생 가능한 부품 적용 가능	정상 사용 중 발생하지 않도록 제한
외함 구조	폭발압력을 견딜 수 있는 견고한 구조	점화원 방지를 위한 안전성 강화
주요 관리부분	외함, 화염통로, 체결부	단자, 절연, 접속부, 온도
대표 적용	스위칭·제어기기 등	정션박스, 단자함, 일부 모터 등
단순 상·하위 관계	없음	없음

따라서 외형만 보고 어떤 방폭구조가 더 우수한지 판단하기보다는 설비의 특성과 설치환경에 적합한 방폭구조인지 확인하는 것이 우선입니다.

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5. 스파크와 아크 발생 가능성의 차이

Ex d와 Ex e를 이해할 때 중요한 기준이 정상적인 운전 중 스파크나 아크가 발생하는가입니다.

스위치(Switch), 릴레이(Relay), 접촉기(Contactor) 등의 접점은 동작과정에서 스파크나 아크를 발생시킬 수 있습니다.

이러한 부품을 폭발위험장소에서 사용할 경우 점화원이 외부 폭발성 분위기에 영향을 주지 않도록 적절한 방폭구조가 필요합니다.

구분	Ex d	Ex e
스파크 발생 부품	외함 내부 적용 가능	일반적인 상태에서는 제한
스위칭 접점	적용 가능	단순 Ex e 외함만으로 적용 불가
설계방향	점화 발생 후 외부 전파 차단	점화원 자체의 발생 억제
주요 위험	화염 외부 전파	접촉불량·과열·아크 발생

따라서 스파크가 발생하는 일반 부품을 Ex e 외함 안에 넣었다는 이유만으로 Ex e 방폭기기가 되는 것은 아닙니다.

기기 전체의 방폭인증 조건을 확인해야 합니다.

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6. Ex d에서 화염통로(Flamepath)가 중요한 이유

Ex d 설비에서 특히 중요한 부분이 화염통로(Flamepath)입니다.

기기 내부에서 폭발이 발생하면 고온·고압의 연소가스가 외함 접합부를 통하여 외부 방향으로 이동할 수 있습니다.

Ex d에서는 접합부의 길이와 틈새 등을 적절하게 관리하여 내부 화염이 외부 폭발성 분위기를 다시 점화하지 못하도록 설계합니다.

따라서 Ex d 설비를 개방하거나 정비할 때 접합면을 일반 기계설비처럼 취급해서는 안 됩니다.

점검항목	주요 확인내용
화염통로(Flamepath)	긁힘, 찍힘, 부식, 변형 여부
Cover	완전 체결 여부
Bolt	누락, 풀림, 임의 교체 여부
나사산	손상 및 마모 여부
접합면	이물질 및 심한 부식 여부
외함	균열, 변형, 임의 가공 여부
케이블 인입부	인증조건에 맞는 케이블 글랜드 사용 여부
미사용 인입구	적절한 방폭용 폐쇄장치 설치 여부

특히 화염통로를 임의로 연마하거나 가공하면 인증 당시의 구조적 조건이 변경될 가능성이 있습니다.

정비과정에서 손상이 발견되면 임의 보수보다 제조사 기준과 인증조건을 먼저 확인해야 합니다.

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7. Ex e에서 단자(Terminal) 관리가 중요한 이유

Ex e는 내부 폭발을 외함으로 견디는 구조보다 점화원이 발생하지 않도록 관리하는 구조에 가깝습니다.

따라서 단자(Terminal), 케이블 러그(Cable Lug), 배선 접속부의 상태가 방폭성능과 직접 연결됩니다.

예를 들어 단자 체결력이 부족하면 접촉저항이 증가하고, 국부적인 발열이나 아크로 이어질 가능성이 있습니다.

단자 풀림 → 접촉저항 증가 → 국부적 발열 → 절연 열화 또는 아크 → 점화원 형성 가능

Ex e 설비의 주요 점검항목은 다음과 같습니다.

점검항목	이상 상태	발생 가능한 문제	주요 확인내용
Terminal 체결	Bolt 또는 Screw 풀림	접촉저항 증가 및 발열	지정 체결상태 유지 여부
Cable Lug	압착불량, 변형	접촉불량 및 과열	규격 및 압착상태
전선 규격	허용범위 미달	과전류에 의한 온도상승	인증조건에 맞는 전선 사용
전선 피복	손상, 벗겨짐	단락 및 아크	피복 손상 여부
절연거리	임의 배선으로 거리 감소	섬락 및 절연파괴	공간거리 및 배선상태
Cable Gland	풀림 또는 규격 부적합	IP 성능 저하 및 케이블 이탈	인증조건과 케이블 외경 확인
미사용 Entry	개방 또는 일반 Plug 사용	외함 보호성능 저하	적합한 폐쇄장치 설치
내부 수분	결로, 누수	절연저하 및 부식	수분 유입 여부
내부 오염	분진, 이물질 축적	절연성능 저하 및 과열	내부 청결상태
과열 흔적	변색, 탄화	접촉불량 또는 과부하 가능	원인 확인 후 정비

따라서 Ex e 정션박스(Junction Box)를 점검할 때는 외함 Cover가 닫혀 있는지만 확인하는 방식으로는 부족합니다.

단자 체결상태, 전선 규격, 절연상태, 케이블 인입부까지 함께 확인해야 실제 방폭성능을 관리할 수 있습니다.

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8. 외함 구조의 차이

Ex d는 내부 폭발압력을 견뎌야 하기 때문에 일반적으로 외함이 두껍고 견고한 편입니다.

Ex e는 내부 폭발압력을 견디는 것이 기본 원리가 아니므로 상대적으로 작고 가벼운 구조를 구성할 수 있습니다.

구분	Ex d	Ex e
내부 폭발압력 고려	필요	Ex d와 같은 방식으로 요구하지 않음
외함 강도	높음	상대적으로 낮음
크기·무게	크고 무거운 편	작고 가벼운 편
구조 복잡성	상대적으로 높음	비교적 단순
설치·정비성	상대적으로 불리	상대적으로 유리
주요 보호개념	폭발 격리	점화원 방지

그러나 외함이 두껍다는 이유만으로 Ex d의 방폭성능이 Ex e보다 높다고 판단할 수는 없습니다.

두 방식은 설계 목적 자체가 다르기 때문입니다.

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9. Ex d가 주로 적용되는 기기

Ex d는 정상 운전 중 스파크나 아크가 발생할 수 있는 부품을 포함하는 설비에 사용할 수 있습니다.

대표적인 적용 예시는 다음과 같습니다.

적용설비	적용 이유
Switch	접점 동작 중 아크 가능
Contactor	개폐 동작 중 아크 가능
Relay	접점에서 스파크 발생 가능
Local Control Station	내부 스위칭 부품 포함 가능
Switchgear	다양한 개폐부품 포함
Control Device	내부 전기부품에서 점화원 발생 가능
일부 계측기기	내부 회로 또는 부품 특성에 따라 적용

다만 특정 종류의 기기라고 해서 반드시 Ex d를 사용해야 하는 것은 아닙니다.

최종 판단기준은 해당 제품의 방폭인증과 전체 방폭표시입니다.

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10. Ex e가 주로 적용되는 기기

Ex e는 정상적인 사용조건에서 스파크나 위험한 아크가 발생하지 않도록 설계할 수 있는 전기기기에 주로 적용합니다.

적용설비	주요 관리요소
Terminal Box	단자 체결 및 절연
Junction Box	배선 접속상태
일부 Motor	권선 온도 및 단자 연결
일부 Lighting Equipment	온도상승 및 접속부
Connection Box	케이블 연결상태
Terminal Connection	접촉저항 및 풀림 방지

Ex e 역시 하나의 표시만 존재하는 것이 아니라 보호수준에 따라 Ex eb, Ex ec 등으로 구분될 수 있습니다.

따라서 실제 현장에서는 단순히 ‘Ex e’라는 글자만 확인하지 말고 전체 방폭표시를 확인해야 합니다.

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11. Ex d와 Ex e의 케이블 글랜드(Cable Gland)

현장에서 자주 발생하는 방폭관리 오류 중 하나가 케이블 글랜드(Cable Gland)의 부적절한 적용입니다.

방폭 외함을 설치했다고 하더라도 케이블 인입부가 인증조건에 맞지 않으면 전체 방폭성능에 영향을 줄 수 있습니다.

부적합 사례	예상되는 문제	확인사항
일반 Cable Gland 사용	방폭인증 조건 불일치	적용 가능한 방폭표시 확인
Gland 풀림	밀폐 및 고정성능 저하	체결상태 확인
케이블 외경 부적합	정상적인 Seal 형성 어려움	허용 케이블 외경 확인
미사용 Hole 개방	외함 보호성능 저하	Closing Device 설치
일반 Blind Plug 사용	인증조건 불일치	방폭용 Plug 여부 확인
임의 Adapter 설치	인증범위 변경 가능	인증서 적용조건 확인
케이블 고정 불량	인장력에 의한 접속부 손상	케이블 지지상태 확인

중요한 것은 ‘방폭 Cable Gland’라는 명칭만 확인하는 것이 아니라 해당 방폭구조와 기기 인증조건에 적합한 제품인지 확인하는 것입니다.

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12. 유지보수 관점의 차이

Ex d와 Ex e는 방폭 원리가 다르기 때문에 유지보수 시 집중해야 할 항목도 달라집니다.

구분	Ex d	Ex e
점검 목적	내부 폭발의 외부 전파 방지기능 유지	점화원 발생 가능성 억제
외함	균열·변형 중점 확인	보호등급 및 손상 확인
접합부	Flamepath 상태 중요	일반적인 밀폐·접속상태 확인
Bolt	누락 및 임의 교체 주의	정상 체결상태 확인
Terminal	전기적 연결상태 확인	매우 중요한 관리대상
과열	외부 표면온도 등 확인	단자·배선 과열 집중 확인
Cable Gland	방폭구조 적합성 확인	방폭구조 적합성 확인
임의 가공	특히 주의	인증조건 변경 여부 확인
주요 정비위험	Flamepath 손상	Terminal 풀림 및 절연성능 저하

즉, 방폭설비 점검표를 하나 만들어 모든 기기에 동일하게 적용하기보다 방폭구조별 점검항목을 구분하는 방식이 실무적으로 적합합니다.

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13. Ex d 외함을 임의로 가공하면 안 되는 이유

현장에서 방폭 Panel이나 Junction Box를 설치하다 보면 Cable Entry가 부족한 경우가 발생합니다.

이때 현장에서 Hole을 추가하거나 나사산을 새로 가공하는 경우가 있는데, Ex d 설비에서는 특히 주의가 필요합니다.

변경사항	검토가 필요한 이유
Hole 추가	외함 강도와 인증구조 변경 가능
나사부 추가가공	Cable Entry 구조 변경
Flamepath 연마	접합면 조건 변경 가능
Bolt 변경	체결강도 및 구조 변경 가능
Cover 가공	외함 폭발압력 성능 영향 가능
내부부품 변경	발열 및 내부 조건 변경 가능
Adapter 추가	인증범위와 설치조건 확인 필요

따라서 Ex d 외함을 임의로 가공하는 것은 단순한 현장 정비로 판단하기 어렵습니다.

제조사의 허용조건과 방폭인증서를 먼저 확인한 후 변경 가능 여부를 판단해야 합니다.

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14. Ex d와 Ex e가 함께 사용되는 이유

한 기기 안에서도 기능에 따라 서로 다른 방폭구조를 조합할 수 있습니다.

대표적인 예가 스위칭부와 단자부를 분리하는 방식입니다.

기기 구성	적용 가능한 방폭개념
Switch 접점부	Ex d
Contactor 접점부	Ex d
내부 점화 가능 부품	Ex d
외부 Terminal Chamber	Ex e
전원 케이블 접속부	Ex e
외부 배선 연결부	Ex e

즉,

스파크가 발생할 수 있는 부분은 Ex d 구조 내부에 수용하고, 외부 케이블 연결부는 Ex e 구조로 구성하는 방식입니다.

이러한 조합방식은 방폭 스위치기어와 제어기기 등에서 확인할 수 있습니다.

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15. Ex d가 Ex e보다 무조건 안전한 것은 아님

Ex d 외함은 두껍고 무거워 외관상 Ex e보다 강한 방폭기기처럼 보일 수 있습니다.

그러나 Ex d와 Ex e는 단순한 상·하위 관계가 아닙니다.

방폭기기 선정에서는 다음 조건을 함께 검토해야 합니다.

선정항목	주요 확인내용
위험장소	Zone 0, Zone 1, Zone 2
기기보호수준(EPL)	Ga, Gb, Gc 등
가스그룹	IIA, IIB, IIC
온도등급	T1~T6
방폭구조	Ex d, Ex e 등
주변온도	기기의 인증 주변온도 범위
사용조건	설비의 실제 운전조건
인증조건	방폭인증서의 적용범위
특별사용조건	인증서에 표시된 조건 존재 여부

따라서 다음과 같은 판단은 적절하지 않습니다.

Ex d > Ex e

두 방폭구조 중 어떤 것이 더 높은 등급인지 판단하는 것이 아니라 현재 설치장소와 설비의 특성에 어떤 방폭구조가 적합한지를 판단해야 합니다.

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16. PSM 현장에서 확인해야 할 사항

PSM 사업장에서 방폭설비를 관리할 때는 방폭제품이 설치되어 있다는 사실만 확인해서는 부족합니다.

위험장소 구분부터 실제 설치상태와 유지관리 상태까지 단계적으로 확인하는 것이 필요합니다.

단계	확인항목	주요 확인내용
①	위험장소 구분	설치장소의 Zone 구분 확인
②	기기보호수준(EPL)	해당 Zone에 적용 가능한 Ga, Gb, Gc 등 확인
③	가스그룹	취급물질에 적합한 IIA, IIB, IIC 여부 확인
④	온도등급	취급물질의 발화온도와 T-Class 비교
⑤	방폭구조	Ex d, Ex e 등 설치목적에 적합한 구조인지 확인
⑥	방폭 명판	전체 Ex Marking 확인
⑦	인증서	Model, 인증번호, 사용조건 일치 여부 확인
⑧	Cable Entry	Gland, Adapter, Plug의 적정성 확인
⑨	설치상태	Cover, Bolt, 접지, 배선 등의 적정성 확인
⑩	유지관리	부식, 손상, 풀림 및 임의 가공 여부 확인
⑪	변경관리	교체·개조 시 기존 인증조건과 비교
⑫	정기점검	방폭구조별 점검항목을 반영하여 관리

특히 기존 방폭기기를 교체할 때는 외형과 전기적 정격이 비슷하다는 이유만으로 동일한 기기로 판단해서는 안 됩니다.

예를 들어 기존 설비가 Ex db IIC T4 Gb라면 신규 기기의 전체 방폭표시를 항목별로 비교해야 합니다.

기존 기기	신규 기기	검토사항
Ex db IIC T4 Gb	Ex db IIB T4 Gb	가스그룹 IIC → IIB 변경, 적용 가능 여부 확인
Ex db IIC T4 Gb	Ex db IIC T3 Gb	온도등급 T4 → T3 변경, 발화온도 재검토
Ex db IIC T4 Gb	Ex eb IIC T4 Gb	방폭구조 변경, 단순 대체로 판단하지 않음
Ex db IIC T4 Gb	Ex db IIC T4 Gb	표시가 같아도 인증서와 사용조건 확인

따라서 방폭설비 교체 시에는 기존품과 신규품의 전체 방폭표시, 인증서, 주변온도 조건, 설치조건을 비교하여 적용 가능 여부를 판단하는 절차가 필요합니다.

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17. Ex d와 Ex e 비교 정리

항목	Ex d	Ex e
방폭구조	내압방폭	안전증방폭
영문	Flameproof Enclosure	Increased Safety
기본 개념	내부 폭발의 외부 전파 차단	점화원 발생 방지
내부 스파크	발생 가능한 부품 적용 가능	정상 운전 중 발생하지 않도록 설계
내부 폭발	발생 가능성을 고려	발생 가능성 억제가 중심
외함	견고하고 무거운 편	상대적으로 가볍고 단순
중요 관리부분	Flamepath, Cover, Bolt	Terminal, 절연, 접속부
Cable Gland	Ex d 적용조건 확인	Ex e 적용조건 확인
주요 고장위험	Flamepath 손상, 외함 변형	Terminal 풀림, 과열, 절연저하
임의 가공	특히 주의	인증조건 확인 필요
대표 적용	Switchgear, Control Device	Junction Box, Terminal Box
단순 상·하위 관계	없음	없음

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18. 정리

Ex d와 Ex e는 모두 폭발위험장소에서 사용하는 대표적인 방폭구조이지만 위험을 제어하는 방식 자체가 다릅니다.

Ex d는 내부에서 폭발이 발생할 가능성을 고려하고, 외함과 화염통로(Flamepath)를 이용하여 내부 폭발이 외부 폭발성 분위기로 전파되는 것을 방지하는 내압방폭구조입니다.

반면 Ex e는 단자, 배선, 절연, 온도상승 등을 관리하여 정상적인 사용조건에서 점화원이 발생하지 않도록 안전성을 높이는 안전증방폭구조입니다.

현장점검에서도 이 차이를 반영해야 합니다.

방폭구조	현장점검에서 우선 확인할 사항
Ex d	Flamepath, 외함, Cover, Bolt, 나사산, Cable Entry, 임의 가공
Ex e	Terminal 체결, Cable Lug, 절연상태, 과열, 배선, Cable Entry, 수분 유입

PSM 현장에서 중요한 것은 방폭제품이 설치되어 있는가에서 끝나지 않습니다.

위험장소 Zone, 기기보호수준(EPL), 가스그룹, 온도등급, 방폭구조, 인증조건을 먼저 확인하고, 이후 실제 설치상태와 유지관리 상태까지 연결해서 관리해야 합니다.

특히 Ex d와 Ex e를 단순한 방폭등급의 높고 낮음으로 비교하기보다 각 방폭구조가 어떤 방식으로 점화위험을 제어하는지를 이해하는 것이 방폭설비 관리의 출발점입니다