[논문]시스템 LED 조명의 전기적·열적 안전성 확보 방안에 대한 연구

김영우; 김충혁; 최운식

doi:10.4313/jkem.2020.33.5.418

시스템 LED 조명의 전기적·열적 안전성 확보 방안에 대한 연구
A Study on the Electrical and Thermal Safety of System LED Lighting 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.33 no.5, 2020년, pp.418 - 426

김영우 (한국화학융합시험연구원) , 김충혁 (광운대학교 인제니움학부) , 최운식 (세한대학교 기술교육과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study tested the electrical, structural, and thermal safety of LED lighting products, available on the market. Five recessed LED systems, 20 W each, and five fixed LED systems, 25 W each, were selected. Dielectric strength tests, live part electric shock protection tests, and thermal tests were conducted on the LEDs. These were key tests for user safety, according to the specification of the safety criteria for electric products, KC 60598-1, South Korea. In addition, the wiring temperature of UL1007, 60227 IEC 08, and UTP cables, was measured. The results of the study gave an in-depth examination of the safety of LED lighting systems for users.

주제어

표/그림 (27)

그림 Fig. 1. System LED lighting conceptual diagram.
그림 Fig. 2. LED lighting safety accident. (a) LED lamp fire and (b) explosion due to misuse.
표 Table 1. Safety hazardous current state of recalls.
표 Table 2. Safety hazardous current state of contents.
표 Table 3. Measurement sample list.
표 Table 4. Measurement sample specification.
표 Table 5. section 10 withstand voltage test specification of KC 60598-1.
그림 Fig. 3. Withstand voltage test unsuitable sample.
그림 Fig. 4. Safety inspection fail charger cover.
표 Table 6. Recessed type luminaire withstanding voltage test.
표 Table 7. Fixed type luminaire withstanding voltage test.
표 Table 8. Protection test against an electrical shock test specification.
그림 Fig. 5. Live parts possible for the contact of a test finger.
그림 Fig. 6. Safety inspection fail power terminal.
그림 Fig. 7. Measurement environment.
표 Table 9. Recessed and fixed type protection test against an electrical shock.
표 Table 10. Thermal test temperature specification.
그림 Fig. 8. Temperature of the converter and the cover under maximum dimming. (a) Temperature of the converter and (b) temperature of the cover.
그림 Fig. 9. Temperature of the converter and the cover under minimum dimming. (a) Temperature of the converter and (b) temperature of the cover.
그림 Fig. 10. Fixed type 25 W dimmer temperature.
그림 Fig. 11. (a) UL1007, (b) UTP cable, and (c) 60227 IEC.
표 Table 11. Recessed and fixed type luminaire thermal test.
그림 Fig. 12. 55 W luminaire UTP cable temperature.
그림 Fig. 13. Wiring temperature point.
표 Table 12. Wiring temperature specification.
표 Table 13. Luminaire wiring temperature test.
표 Table 14. Safety requirements for system LED lighting.

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 국내에서 사용되는 시스템 LED 조명을 위한 안전성 확보 방안에 관해서 연구하였다. 시중에서 판매되고 있는 시스템 LED 조명제품 가운데 매입형 20 W 5개와 고정형 25 W 5개를 포함해 총 10종의 시료에 대해 KC 60598-1의 인증기준에 따라 시험하였다 [2,6].

제안 방법

본 연구를 통하여 안전기준이 마련되어 있지 않은 시스템 LED 조명에 대한 안전성 시험을 시행하였다. 국내에서 인증을 받은 제품 가운데 10개의 시료를 국내 전기용품 안전기준 KC 60598-1을 토대로 사용자 안전의 위협 요소를 규명하기 위하여 절연 내력 시험과 충전부 감전보호 시험, 열 시험, 배선 온도 비교시험을 시행하고 분석하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 표 3에 나타낸 것처럼 매입형 20 W와 고정형 25 W 시스템 LED 조명으로 KC 인증을 받아 시중에 판매 중인 제품 2개 품목, 10개 제품에 대해 안전성 검사를 시행하였다. 측정 방법으로는 사용자 안전에 가장 취약한 절연 내력 시험, 충전부 감전보호 시험, 열 시험을 통하여 전기적, 구조적, 열적 안전성에 대하여 시험을 진행하였다.

이론/모형

표 8에 나와 있는 KC 60598-1의 8절 충전부 감전 보호 시험규격에 맞추어 시행하였다. 필요 시 등기구를 열었을 때 전기가 통하는 부분이 사람의 신체와 접근이 어렵게 만들어야 한다.

성능/효과

시험 결과 시스템 LED 조명에 대하여 절연 저항 및 감전에 대한 보호가 취약한 것으로 파악되었으며, KC 인증을 받고 시판 중인 시스템 LED 조명의 컨버터 및 내부 구조의 경우 과도한 가격 경쟁으로 인해 제조자가 제품의 단가를 낮추기 위해 콘덴서와 같은 주요 부품의 제거, 내부 구조를 변경한 제품이 다수 있는 것으로 파악되었다. 이러한 이유로 감전, 화재 등의 안전성 문제가 발생될 수 있는 소지가 다분한 실정이다.

후속연구

본 논문에서 표 14에 제시한 안전성 확보 방안을 검토하여 인증기준을 마련하고 국내에서 사용 중인 시스템 LED 조명에 대하여 지속적으로 안전성 점검과 사후관리가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 시스템 LED 조명과 관련된 핵심 안전성 항목에 대한 연구 결과이지만 향후 시스템 전체의 안전기준에도 적용할 수 있을 것으로 판단되며, 국내 시스템 LED 조명 관련 표준을 제정할 때 참고자료가 되어 조명기기의 안전한 사용을 위한 구체적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 앞으로 지속적인 시스템 차원에서의 연구를 통해 안전기준이 정비되어 국내 시스템 LED 조명제품의 제조 및 보급 시 사용자의 안전 확보로 이어지기를 기대한다.
본 연구 결과는 시스템 LED 조명과 관련된 핵심 안전성 항목에 대한 연구 결과이지만 향후 시스템 전체의 안전기준에도 적용할 수 있을 것으로 판단되며, 국내 시스템 LED 조명 관련 표준을 제정할 때 참고자료가 되어 조명기기의 안전한 사용을 위한 구체적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 앞으로 지속적인 시스템 차원에서의 연구를 통해 안전기준이 정비되어 국내 시스템 LED 조명제품의 제조 및 보급 시 사용자의 안전 확보로 이어지기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	시스템 LED 조명이란 무엇인가?	시스템 LED 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 조명을 자동 또는 수동으로 밝기를 제어함으로써, 에너지 절감이 가능하고 인간 중심, 친환경적이며 사용자 요구환경에 부합되는 콘텐츠가 내장된 기술 융합형의 시스템화된 차세대 조명이다 [1,6]. 시스템 LED 조명은 네트워크 연결이 가능한 전자 부품을 내장하여 LED 제어시스템을 구성할 수 있다.
	KC 전기용품 안전인증을 시행하고 있음에도 불구하고 안전 문제가 대두되고 있는 이유는?	이렇게 IT 기술이 융합된 시스템 LED 조명이 최근 대형 건설사와 빌딩 등으로 보급이 확산하고 있다. 그러나 시스템 LED 조명의 내구성 및 충전부 감전보호 안전성에 대한 검증 기준이 없는 상황이다. 그로 인해 사용자의 안전 문제가 대두되고 있다.
	KC 전기용품 안전인증을 하는 이유는?	국내에서 LED 조명기기를 조립하고 생산하여 대여 또는 판매하거나 사용할 때 LED 조명기기로 인한 화재나 감전 등의 위해로부터 사용자의 신체, 재산, 생명을 보호하기 위한 목적으로 전기용품 및 생활용품 안전관리법 제5조의 규정으로 KC 전기용품 안전인증을 하게 되어 있다 [1,2]. 형광등, 백열등에서 LED 조명으로 발전하여 빛을 제공하는 기능 외에 주변 경관, 광효율을 비롯하여 최대 장점인 긴 수명과 저전력 및 고효율로 에너지 절감효과 면에서 기존 조명보다 좋은 특성을 나타내고 있다 [3-5].

참고문헌 (10)

KATS, Safety Certification System, http://www.safetykorea.kr/policy/targetsSafetyCert2 (2018).
ETL, Domestic Certification, Technical Regulations for Electrical and Telecommunication Products and Components, http://www.etl.re.kr/internal/k.html (2015).
Bucheon City Official Blog, What is the truth of low power, high efficiency lighting and LED lighting? https://bucheon.tistory.com/1295 (2012).
S. J. Kim, D. G. Kim, I. K. Kim, and G. S. Kil, Proc. the Kieeme Annual Summer Conference (KIEEME, Gangneung, Korea, 2012) p. 276.
D. G. Kim, C. H. Jin, J. Y. Lee, H. E. Jo, and G. S. Kil, Proc. the Kieeme Annual Summer Conference (KIEEME, Gangneung, Korea, 2012) p. 277.
KATS, KC 60598-1 Technical Regulations for Electrical and Telecommunication Products and Components (2015).
PHILIPS, Education, Connected Lighting, How Connected Lighting Works, http://www.usa.lighting.philips.com/education.connected-lighting (2018).
M. Heo, J. J. Go, and C. H. Kim, J. Korean Inst. Electr. Elcetron. Mater. Eng., 29, 729 (2016). [DOI: https://doi.org/10.4313/JKEM.2016.29.11.729]
KATS, Product Market Management Division, 2017 Safety Investigation Plan (2017).
KAST, Engineering Co., Ltd., Electrical Safety Tester, http://www.kasteng.com/-ftp_kasteng/eng_board/pro_view.phpSTR_CATE_SEQ36&STR_CATE_LEVEL2&TNameEngBoard_Product_product&TSeq1 (2009).

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