포커스: 전기용품안전 시험 기관이자 인증 기관 KTL
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| 포커스: 전기용품안전 시험 기관이자 인증 기관 KTL |
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전기용품안전관리법상의 제품 시험 기관이자 인증기관 KTL 한국산업기술시험원(KTL) 전기전자평가센터 전자파팀 책임연구원 설순권 Korea Testing Laboratory(KTL) Electrics & Electronics Testing Center Principle Engineer Seol Soon-kwon |
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Do you know ‘Electromagnetic Wave’?
The answer is YES, You will be SURVIVOR!  올 1월부터 개정 시행되고 있는 전기용품안전관리법의 자율안전확인제도 대상 품목에 일부 전기 용접기가 포함되면서 관련 용접기 업계 중 10여 개 업체는 늦게나마 자율안전 인증을 획득하기 위해 기술표준원이 지정한 제품 시험 기관이자 인증 기관인 한국산업기술시험원을 비롯해 한국전기전자시험연구원, 한국전자파연구원에서 제품 시험 중인 것으로 알려지고 있다. 그러나 본지 조사에 의하면, 이들 업체는 안전성 시험 및 전자파 적합성 시험으로 구분되는 제품 시험 중 안전성 시험의 경우에는 무난하게 통과하는 반면 전자파 적합성 시험에서는 줄줄이 고배를 마시고 있다고 한다. 더욱이 일부 업체의 경우에는 제품 시험에 통과하기 위한 제품 개선 방향의 갈피조차 잡지 못해 인증 획득이 어려워지고 있다는 설명이다. 이번 호 월간 <용접저널>에서는 국내 용접 업체가 자율안전확인 인증을 획득하는 데 있어 최대 과제가 되고 있는 전자파 적합성 시험에 대해 알아보고자 한국산업기술시험원을 찾아가 봤다. 본 시험원의 전기전자평가센터 전자파팀 설순권 책임연구원은 왜 굳이 용접기를 비롯한 각종 전기 제품들이 전자파 적합성 시험에 통과해야 하는지를 설명하며, 향후 국내 용접기 업계가 전자파 적합성 시험에 통과하기 위한 비결을 살짝 귀띔했다. 
■ 전기용품안전관리법상의 제품 시험 기관이자 인증 기관인 KTL
1966년 한국정밀기기센터로 설립된 이래 지난 40년 동안 대한민국 산업 기술 향상의 주춧돌이 되어 온 한국산업기술시험원(KTL)은 산업 설비에 대한 기술 감리를 비롯해 계측기의 교정, 환경 기술 평가, 의료기기 검사, 신뢰성 및 소프트웨어 검증 등 다양한 시험 평가를 통해 제품의 품질과 안전성을 검증하는 지식경제부 산하 정부출연 연구기관으로, 최근 국내 용접 업계 사이에서는 전기용품안전관리법 자율안전확인제도 인증 획득을 위한 제품 시험 기관이자 인증 기관으로 이름이 더 알려져 있다. 산업 기술의 비약적인 발전에 발맞추어 시험 평가 기술을 개발하고 생산 현장의 기술 개발을 지원하며 대기업 및 중소기업의 품질 향상과 수출 경쟁력 강화에 기여해 온 이 기관은 사용자들에게 제품의 품질과 안전에 대한 믿음을 주는 동시에 기업에게는 판로를 개척하고 해외 시장의 비관세 기술 장벽을 헤쳐나갈 수 있도록 도움을 주고 있으며, 이를 더욱 체계적으로 수행하고자 산업 현장에서 요구되는 기술 개발을 중심으로 지속적인 연구 활동에도 힘을 쏟고 있다. 또한 이 기관은 공산품의 품질 수준을 제3자적인 입장에서 객관적으로 평가하여 인증하는 KTL의 고유인증 제도인 K마크 인증 제도를 실시함과 동시에 기술이 빠른 속도로 발전하는 글로벌 무한 경쟁 시대에서 각 기업이 홀로 서는 것이 매우 힘든 일임을 인식, 수출 시장에서 국내 업체들의 어려움을 신속히 해결하기 위해 해외 주요 인증 기관과 MOU를 지속적으로 체결하여 상호 협력 활동을 강화해 나가고 있다. 현재 33개국, 58개 기관과 MOU를 통한 글로벌 네트워크를 구축한 결과, 해외 수출을 목적으로 둔 업체들이 굳이 해외 인증 기관에서가 아니더라도 본 기관을 통해 인증을 받기만 하면 아무런 추가 인증 획득 없이 제품 수출이 가능하도록 함으로써 실질적으로 해외 시장에 진출하려는 국내 업체에 큰 힘이 되고 있다. 이 기관의 여러 부서들 가운데 특히 전기전자평가센터의 경우 전기전자제품 및 부품의 안전성 검사와 전자파 시험을 통해 전자 제품의 안전성을 확보하는 데 공헌하고자 그 역할을 담당하고 있으며, 이 같은 임무를 통해 인증 업체가 인증 받은 제품과 동일한 제품을 지속적으로 생산하는가를 평가함으로써 불량 전기용품으로 인한 각종 위험으로부터 국민을 보호하고 있다. 
■ 보이지 않은 위험 인자, 전자파!
전자파로부터 국민의 인명과 재산을 보호하는 전기용품안전관리법 한국산업기술시험원 전기전자평가센터 전자파팀 설순권 책임연구원은 국내 용접기 업계에서 문제시되고 있는 자율안전확인제도에 대해 말하기 앞서, 전기용품안전관리법에 대해 먼저 언급할 필요가 있다고 강조한다. 전기용품안전관리법은 전기용품을 사용하는 대부분의 사람들이 전기제품에 대한 전문적인 지식이 없는 일반인인 만큼 어느 누구나 해당 전기전자 제품을 사용함에 있어서 전기적, 기계적, 물리적 및 화재의 위험으로부터 최소한의 안전을 인체가 확보하도록 보장하기 위해 제정 시행되는 제도로서 이것은 전 세계적으로 공통적으로 시행되고 있다. 이 전기용품안전관리법은 전기용품에 대한 체계적인 관리를 위해 그 사용 장소, 사용자, 사용 빈도 및 위험성의 정도에 따라 기존의 강제적인 안전인증제도와 다소 자율성을 가지는 자율안전확인제도로 분류되어 2008년에 개정, 2009년의 유예 기간을 거쳐 2010년 1월부터 본격 시행되기에 이르렀다. 여기서 자율안전확인제도는 지식경제부 기술표준원에서 지정한 시험 및 인증 기관에서 제품 시험을 거치고 그 시험에 통과한 제품에 한하여 성적서를 발급함으로써 해당 제품의 안전성을 인정, 제품을 사용하는 사람의 안전을 보장하도록 하는 것으로, 기존의 강제 안전인증제도와 달리 공장 심사는 없는 것이 특징이다. 그러나 자율안전확인제도 역시 앞서 전기용품안전관리법의 시행 취지와 같이, 전기 제품의 사용에 있어 인명적인 사고를 방지하기 위한 최소한의 법 규정으로, 무엇보다 사용자의 안전을 가장 큰 목적으로 두고 있다. 자율안전확인제도상 제품 시험은 크게 안전성 시험과 전자파 적합성 시험으로 나뉘는데, 이 중 안전성 시험의 경우 바로 감전이 일어나고 화재가 발생하는 등 그 결과가 바로 몸으로 체감되고 눈으로 확인됨으로써 시험에 대한 필요성을 곧잘 인식하는 데 반해, 전자파 적합성 시험의 경우 사실 전자파는 눈에 보이지도 않을뿐더러, 몸으로도 체감하기가 쉽지 않기 때문에 그 필요성을 느끼지 못하는 것이 일반적이다. 그러나 최근 전자파 적합성 시험이 중요시되는 이유는 원인을 알 수 없는 항공기 추락 및 자동차 급발진 사고의 70~80% 정도가 전자파에 의한 것으로 추측되기 때문이라고 설순권 책임연구원은 밝히고 있다. 옛날과 달리 지금은 모든 기기들이 마이크로 펄스 칩을 장착하여 전자적인 제어 즉, 전자파로 명령을 내리고 그 명령을 수행토록 하고 있는 상황으로, 만약 이 장치에 외부적인 전자파가 유입되어 장비 고유의 전자파와 외부에서 들어온 전자파가 합성된다면 원래 명령과는 전혀 다른 명령을 내릴 수 있어 앞서의 항공기 추락 및 자동차 급발진 등과 같은 상황이 발생하고, 이로써 큰 인명 사고 및 재산의 손실로 직결될 수 있다는 것이다. 더욱이 시대가 변화함에 따라 전기 및 전자기기들의 사용이 급증하고 있으므로 이러한 보이지 않는 전자파의 영향은 더욱 크게 주변 환경에 영향을 미칠 수밖에 없는 상황이다. 따라서 이번에 새로 개정 시행되고 있는 바와 같이, 안전성 시험에 전자파 적합성까지 고려하여 제품을 시험하는 전기용품안전관리법 자율안전확인제도는 사용자의 안전을 지키는 최후의 마지노선이자 최소한의 기준이라고 할 수 있겠다. 
■ EMC = EMI + EMS
전자파 적합성 시험! 내부 발생은 물론 외부 유입 전자파까지 측정하며 한층 기준 강화 설순권 책임연구원은 전기 용접기의 경우에는 산업용으로 분류되어 강제인증에서 제외되었으나, 그 당시의 강제 인증 대상 품목도 EMS(전자파 내성)를 제외한 EMI(전자파 장해) 시험만이 제품 시험 기준에 속했으며, 이번 전기제품안전법의 개정을 거치며 EMI는 물론 EMS까지 포함하면서 한층 기술적으로 강화된 기준으로 제품 시험 규정이 정해지게 됐다고 말한다. 이처럼 EMS가 새롭게 전자파 시험에 속하게 된 이유는 앞서 언급했듯 최근 전자기기의 사용 증가와 함께 항공기 추락 및 자동차 급발진 등과 같이 정확한 원인은 알 수 없지만 그 원인이 전자파라고 의심이 가는 사고가 늘어나면서, 전기제품 내부에서의 전자파 발생뿐 아니라 외부로부터의 전자파에 대한 영향을 측정하는 전자파 내성 EMS 측정의 필요성이 강하게 대두됐기 때문이다. 실제로 1996년 이후부터 선진국들에서는 한 전기제품 내에서 발생하는 전자파 장해와 그러한 장해에서 견디는 전자파 내성(EMS)에 대한 규제를 강화하고 있어 컴퓨터를 비롯한 정보 기기 및 가전 제품 전기 전자 기기에 대한 새로운 무역 장벽으로 급부상하고 있는 상황이다. 이로 인해 해당 기기가 다른 기기로 미치는 전자파의 영향뿐 아니라, 다른 기기에 의한 외부로부터의 전자파 영향으로 해당 기기가 얼마나 오동작하지 않고 제대로 작동하는가를 함께 측정함으로써 내외부적인 전자파 영향을 모두 평가하게 됐다. 이는 다시 말해, 장비를 가동시켰을 때 외부로 방사되는 전자파 노이즈 성분인 EMI는 물론, 외부로부터 유입되는 전자파 노이즈에 대해 가지는 면역력인 EMS를 모두 포함하는 EMC를 시험함으로써 이제부터 전기 용접기를 포함한 해당 전기용품은 동작 중에 발생하는 전자파를 최소한으로 하여 타 기기로의 간섭을 최소화해야 할 뿐 아니라, 외부로부터 들어오는 각종 전자파에 대해서도 영향을 받지 않고 충분히 견딜 수 있는 능력(EMS)을 갖추어야 한다는 말이다.(표 1. 참조) EMI의 대표적인 시험은 전도체를 통해 전파되는 전자기적 에너지 발생을 측정하는 CE(Conducted Emission) 시험과 자유공간으로의 방출되는 전자기적 에너지(전자파) 발생을 측정하는 RE(Radiated Emission) 시험이 있다. 전자의 CE는 전도체를 통해, 그리고 후자의 RE는 자유공간으로의 전자파 방출에 의해, 주변의 단말 또는 시스템 등 통신 설비에 전자파를 유입시켜 오작동 등을 비롯한 각종 악영향을 미침으로써 장해를 일으킨다. 따라서 이들 시험은 방출되는 전자기적 노이즈의 에너지값이 허용치를 초과하지 않는지(만족하는가)를 측정하는 시험이다. CE의 경우 측정 주파수 대역은 시험품의 종류에 따라 9KHz~30MHz 또는 150KHz~30MHz로 구분되며, RE의 경우에는 통상 30MHz~1GHz이지만, 경우에 따라서는 3GHz, 6GHz, 18GHz까지 측정하는 품목도 있다. 또한 EMS의 경우에는 전자파 장해(EMI) 하에서도 전자 기기가 정상적으로 작동되거나 보호받을 수 있는 전자파 내성을 측정하는 시험으로, EMS의 대표적인 시험으로는 CS(Conducted Susceptibility)와 RS(Radiated Susceptibility), ESD(Electrostatic Discharge), EFT/Burst, Surge, V-Dip 등이 있다. 우선 CS는 전도 내성 시험으로, EMI 중 CE의 반대되는 개념이며, 전도 감응성을 나타낸다. 이는 도선으로부터 유입되는 전자기적 에너지에 대하여 얼마나 내성을 갖는가를 알아보는 시험으로, 인가 주파수 대역은 군사 및 원전기기를 제외하고 통상 150KHz~80MHz이다. 그리고 RS는 방사 내성 시험으로, EMI 중 RE의 반대되는 개념이며 복사 감응을 나타낸다. 이는 자유공간으로부터 유입되는 전자파에 대해 단말 또는 시스템 등 통신 설비가 오작동에 얼마나 내성을 가지느냐를 측정 시험하는 것으로, 인가 주파수 대역은 통상 80MHz~1GHz이지만, 경우에 따라서는 2GHz, 3GHz, 6GHz까지 측정하는 품목도 있다. 이와 더불어 ESD는 정전기를 띤 물체에서 방출되는 정전기에 대해 기기가 얼마나 내성을 가지는지를 평가하는 시험으로 정전기 방전시험이라고 하며, 인가전압은 통상 접촉 방전 4KV, Air-Discharge 6KV이다. EFT/Burst는 전기적 빠른 과도 현상에 대한 면역성 시험으로, 1KV(그라운드와 각각의 상), 500V(상과 상)의 과도 현상 전자파를 인가한다. Surge는 낙뢰 등에 대한 내성 시험으로, 2KV(그라운드와 각각의 상), 1KV(상과 상)의 낙뢰현상 전자파를 인가하며, V-Dip은 전압변동 및 순간정전 등에 대한 내성시험이다. 이 외에도 EMS 시험의 경우 MFS(자기장내성시험) 등이 있다.(표 2. 참조)  ■ 국내 용접업계, 전자파 적합성 시험에 통과하기 위한 과제는? 먼저 전자파에 대한 인식부터 확실히 하여 제품 디자인 단계부터 고려! 
설순권 책임연구원에 따르면, KTL을 통해 제품 시험을 의뢰한 국내 용접기 업체는 아직까지 그 수가 많지는 않는다고 말하며, 7월 중순경 두 업체가 시험에 합격하기는 했지만 그 전까지는 시험에 합격한 업체도 없었다고 밝혔다. 또한 이처럼 제품 시험에 합격하기 어려운 이유는 국내 용접기 업체의 경우 그 규모가 작아 아직 전자파의 발생과 전파 경로에 대해 정확히 인지하고 있는 사람이 적고, 전자파 시험에 대해 많이 생소해하고 있기 때문이라고 언급한다.
전자파에 대해, 그리고 전자파 적합성 시험에 대해 정확하게 알고 있다면 이에 대한 대책을 세우기도 쉽겠지만, 시험이 어떤 기준에 의해 어떤 식으로 진행되는지 알지 못하기 때문에 대책 마련도 어렵다는 것이다. 설순권 책임연구원은 “국내 용접업계가 전자파적합성 시험 항목 중 통과하지 못하는 것은 EMI 시험 항목의 RE와 CE 등으로, 특히 이 중에서도 제품 보완상에 있어 더욱 많은 어려움을 느끼는 것은 바로 자유공간으로의 방출되는 전자파 발생을 측정하는 RE 시험”이라면서, “이는 곧 용접기가 그만큼 주변 기기로의 영향력이 크다는 것을 반증하며, 이로써 용접기는 다른 전기용품보다 전기제품안전인증제도에 의해 강력하게 시험과 인증이 이루어져야 한다”고 강조한다. (그림 1. 참조) 그에 따르면, 전기 용접기는 전자파 발생이 매우 많은 기기 중 하나로, 용접기를 사용했을 때 사용자는 물론 그 주변 사람 및 기기들이 최소한 전기적 혹은 기계적, 화재의 위험으로부터 안전성이 보장되어야 하는데, 전기 용접기는 가동 중 발생하는 전자파가 인근의 다른 기기에까지 영향을 미치기 때문에 다른 기기가 오동작을 할 가능성이 많다는 것이다. 
따라서 설순권 책임연구원은 국내 용접업계는 자율안전확인제도 인증 획득을 위한 제품 시험에 통과할 수 있는 적합한 제품을 만드는 데 책임을 가져야 함을 암시하며, “제품 만들기에만 급급해 하지 말고 기기를 디자인하는 단계부터 전자파 및 안전성에 대한 규격을 고려해야 한다”고 조심스런 어조로 당부의 말을 전한다.
또한 만약 이런 규격에 대한 인식이 부족할 경우에는 전문 기관의 도움을 통해서라도 디자인 단계부터 대비를 해야만 비용은 물론 제품 시험 과정 및 기간도 줄어들 것으로 전한다. 이를 전혀 고려하지 않은 채 제품을 제조했을 경우 다행히도 제품이 시험에 통과하면 좋은 일이겠지만, 그렇지 못하는 경우 오류를 발견하고 그것을 수정하는 과정에서 생산 비용은 물론 오류 수정 비용까지 갑절 이상 소요될 수 있으므로, 이른바 ‘호미로 막을 것을 가래로도 못 막는’ 일이 현실화될 가능성이 크다는 것이다. 미국의 FCC 및 UL 인증을 비롯해, 유럽의 CE, 중국의 CCC와 일본의 PSE 및 S 마크 그리고 우리나라의 안전인증제도 및 자율안전확인제도에 이르기까지, 전 세계적으로 전기용품 안전관리법은 기존의 강제인증제도에서 일부 또는 다수의 품목이 자율인증으로 분류되는 등 제도의 강제성은 줄어들고 자율성은 늘어나고 있지만, 기술적인 인증 기준은 더욱 강화되어 가는 추세다. 올해 전기 용접기가 자율안전확인제도 해당 품목으로 들어가면서 용접 업계는 인증을 획득하지 못함으로써 제품을 지금 당장 판매 및 유통할 수 없다는 혼란 속에서 부랴부랴 제품 시험도 신청하고 많이 반발도 하면서 정신 없는 나날을 보내고 있을 것이다. 그러나 제품 시험 및 인증 기관 중 하나인 한국산업기술시험원의 전기전자평가센터 전자파팀 설순권 책임연구원의 인터뷰를 통해, 왜 용접기가 자율안전확인제도 대상 품목으로 들어가게 됐는지, 그리고 최소한의 기준에도 부합하지 못하는 전기용품이 전자파를 발생하거나 혹은 반대의 상황에 직면하게 되면서 인명을 얼마나 많은 위험 속으로 몰아 넣고 있는지 확인해 볼 수 있었다. 보이지 않는 적이 더 무서운 법이다. 보이지 않는다고, 느끼지 못한다고 마냥 외면해 버려서는 안될 일이다. 때로는 감전 및 화재보다 더 무서운 존재로 바뀔 수 있는 전자파의 위험성을 확실히 인지하고, 앞으로 국내에서 생산 유통되는 모든 전기용품이 사용자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 데 쏟는 관련 업계의 노력이 빛을 발할 수 있도록 한국산업기술시험원은 국내 관련 업계의 조력자이자 조언자로서 그 옆에서 힘을 보탤 것으로 믿는다. ■ 문의처: KTL 전기전자평가센터 전자파팀 ☎ 02-8601-451 |
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문의전화번호: 02-3281-5037(代表)