방수 설계- IEC 60529규격, 외함의 밀폐 보호등급 구분(IP 코드)

1.들어가며

최근 골머리를 앓고 있는 ip 등급(IEC 60529)에 관한 이야기를 해보기 위해 이 글을 작성한다.

물론 나는 회사의 소속으로써 업무간 있던 내용을 자세히 적을 순 없지만 내가 업무를 하며 검토를 했던 내용에 대해 기록을 하고자 하는 의도로 글을 작성하는 것임을 참고하길 바란다.

2. IP등급(IEC 60529)이란?

그렇다면 IP 등급이란 무엇일까?

IP 등급, IP 코드(IP Code), 국제 보호 등급(International Protection Marking), IEC 60529, 방진방수 등급, 방수방진 등급, 인그레스 보호 등급(Ingress Protection Marking)은 전자제품의 외피(인클로저)에 대하여 침범 요소(손과 손가락 등의 신체 일부), 먼지, 돌발적인 접촉, 수분에 대항하여 제공되는 보호 등급을 분류하고 점수를 매긴다. 국제전기기술위원회에 의해 출판되어 있다. 동일한 유럽 표준은 EN 60529이다.

우리 나라에서는 KS C IEC60529 라는 규격명으로 검색이 가능하다.

IP 코드는 아래와 같이 구성되어 있다.

3. 각 특성 숫자의 의미와 방수 방진의 정도.

앞선 캡쳐본(IEC60529의 IP코드의 숫자 의미)에서 보이는 것과 같이 IP 뒤에 오는 각 숫자는 제 1 특성 숫자, 제 2 특성 숫자로 분류 된다.

제 1 특성 숫자는 방진에 대한 기준을 나타내는 숫자이다.

제 2 특성 숫자는 방수에 대한 기준을 나타내는 숫자이다.

사실 방수의 정도가 강해지면, 방진의 정도가 강해진다. 즉 두 특성 숫자에 따른 방수 장진 정도는 비례하다.

근데 왜 특성 숫자를 나누었을까? 그건 방진 TEST와 접촉 TEST가 따로 있고 방수 TEST가 따로 있기 때문이다.

만약 IP X5 라고 표기하는 IP 등급의 경우 방진시험, 접촉 시험은 실시하지 않았고 방수 시험만 5등급의 시험을 실시해서 통과한 경우이다.

이러한 점을 참고하여 IP 등급을 이해하면 될 것이다.

그럼 각 IP 코드의 특성 숫자마다 어떤 정도의 TEST를 실시하는 것인지 확인해 보자.

IP 코드의 각 특성 숫자가 의미하는 바는 아래 캡쳐본에 설명되어 있다.

위 캡쳐본을 보면 IP 코드가 어떤 의미인지 이해했을 것이다.

예를 들면 우리가 사용하는 스마트폰의 경우 IP 등급은 IP68정도이다.

• IP68의 제 1 특성 숫자는 6, 제 2 특성 숫자는 8이다.
• 즉 완전 방진이 되며, 전선을 접촉할 정도가 아니며, 연속적 침수의 경우에 기기를 보호할 수 있는 정도라는 뜻이다.
• 그렇다면 방진이라는 것은 어떤 조건으로 TEST를 할까? 연속적 침수라는 것은 어떤 조건인 상태에서 TEST를 하는 걸까?

그럼 이제는 각 TEST에 대한 조건에 대해 설명해보도록 하겠다.

4. IP TEST의 시험 조건.

IP 등급의 TEST 기준은 과연 어떻게 될까?

4.1 제 1 특성 숫자 : 위험한 부분으로의 접근에 대한 보호 시험

제 1 특성 숫자의 시험 중 전기가 흐르는 장비의 외함의 틈이 어느정도인지 시험하는 내용이다.

아래 표를 보면 각 특성 숫자에 따라 어떤 프로브로, 어느 정도의 힘으로 외함을 눌러서 TEST를 진행하는지에 대한 조건이 상세하게 기제되어 있다.

4.2 제 1 특성 숫자 : 외부 분진에 대한 보호 시험

제 1 특성 숫자 중 분진에 대한 TEST이다.

분진 TEST는 아래 표와 같은 조건으로 TEST를 실시한다.

각 표에 명시되어 있는 참조항과 그림들은 KS C IEC60529를 확인해 보자.

4.3 제 2 특성 숫자 : 방수

자 마지막으로 방수다.

내가 제일 골 머리를 앓고 있는 부분이다.

뭐 사실 처음 설계할 때 시간이 없는 상태에서 설계를 하느라 충분한 검토가 되지 않아서 문제가 잘 해결이 안 되긴 한다.

아무튼 각설하고 방수 등급의 TEST는 어떻게 진행할까? 그 상세한 시험 방법과 시험 조건은 아래 캡쳐본과 같다.

모든 숫자에 대한 시험 도구를 보여줄 순 없지만, 아래 시험 방법이 그려져 있는 모식도를 보여주겠다.

일단 각 시험에 사용하는 장비나 세팅의 모습을 같이 살펴보자.

각 등급을 나타내는 숫자마다 위와 같은 장치를 이용해 TEST를 실시한다.

흠 지금까지 설명한 내용을 쭉 읽었다면 TEST 방법에 대한 내용에 대한 건 대략적으로 머릿속에 그려질 것이다.

근데 각 TEST가 어느 정도로 빡셀까? 생각해봐야 할 타이밍이다.

4.3.1 방수 TEST 참고 영상.

그럼 각 TEST에 대한 영상을 한번 보고 어느 정도의 강도인지 한번 확인해 보자… 생각보다 빡세다고 느낄 것이라고 자부한다… ㅋㅋ ..

이래서 설계 하는 사람들이 IPX4를 생활방수 정도라고 이야기하나보다… 방수 등급이 정말 빡세다..

5. 마무리하며

오늘은 IP 등급에 대한 전반적인 내용을, 내가 알고 있는 내용을 기준으로 설명해 보았다.

물론 부족한 점이 많은 글이라는 것을 안다. 내가 잘 못 생각하고 있는 내용이나, 잘못된 정보는 언제든 지적을 부탁한다.

이 IP 등급에서 과연 그렇다면 내가 설계할 때 무엇을 고려해야 내가 원하는 IP등급을 충족할 수 있는 설계를 할 수 있을까?

그저 경험이 쌓인 데이터로 인해 설계를 진행하는 것이 아닌, 미리 계산을 하고 준비를 할 수 있는 방법을 고려해봐야 겠다.

다음 방수 관련 글은 어떻게 하면 그런 계산을 적용 할 수 있을 지에 대한 고민과 고민 과정을 적어보도록 하겠다.

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