초록 ▼

핵심기술
전류제한저항, 퓨즈 및 관련 부품들의 출력 및 관련 회로에서 발생되는 최소점화에너지를 제한하여 0종장소 활용

최종목표
1. LED 융합 해양/선박용 비점화 방폭조면기구, 본질안전 방폭조명기구 시제품 개발(3종)
가. 본질안전 전원회로 설계, BMS(Battery Management System) 개 발 및 방폭구조 해석, LED 본질안전 조명의 성능확보를 위한 엔지니어링 파라미터 분석을 통한 부품 및 제품 평가시험법 개발

나. 부품 및 제품 평가 시험법을 이용한 개별제품 실시설계 및

핵심기술
전류제한저항, 퓨즈 및 관련 부품들의 출력 및 관련 회로에서 발생되는 최소점화에너지를 제한하여 0종장소 활용

최종목표
1. LED 융합 해양/선박용 비점화 방폭조면기구, 본질안전 방폭조명기구 시제품 개발(3종)
가. 본질안전 전원회로 설계, BMS(Battery Management System) 개 발 및 방폭구조 해석, LED 본질안전 조명의 성능확보를 위한 엔지니어링 파라미터 분석을 통한 부품 및 제품 평가시험법 개발

나. 부품 및 제품 평가 시험법을 이용한 개별제품 실시설계 및 시제품제작(비점화 LED조명, Zone 0용 본질안전 LED방폭조명, 1종 장소 및 2종 장소용 본질안전 LED 벽부등: 총 3종)

2. 개발 시제품의 방폭시장 진입을 위한 인증시험 기반 구축 및 표준 기술개발
가. 기구축 방폭시험 인프라를 활용한 해외 IECEx 인증기관의 국내시험소 인정 획득
나. R&D 수행에 광학/광도, 전기안전, 환경신뢰성, 방폭 조명, 전자기 적합성 시험평가 지원(KOLAS)
다. 방폭조명 개발 시제품에 대한 ATEX 방폭인증 및 전자기 적합성 평가
라. 개발제품 수요자(대우조선해양 등)의 제품개발 가이드, 성능 평가 및 구매 적합성 획득(매년 4회/년 자체평가 전략회의/워크숍 개최)

3. 본질안전 등 LED방폭조명별 표준 개발 및 IEC NP 제안

개발내용 및 결과
(연구 성과를 새로기재)
1. 개발기술: 해양플랜트, 화학공장 등 위험장소에 사용하는 전기 기기에 방폭 설계 기술 적용

2. 제품에 대한 기술적인 원리
가. 비점화방폭구조: 외부에서 유입되는 가스 증기를 차단할 수 있는 밀폐 능력
나. 본질안전방폭구조: 제품 회로에 인가되는 전류, 전압 및 전력 등을 분석, 평가하여 에너지를 제한

(참고
1. 본질안전방폭구조: 정상작동 및 고장상태에서 발생한 불꽃이나 고온부분이 해당 폭발성가스분위기에 점화를 발생시킬 수 없도록 설계된 방폭구조

2. 비점화방폭구조: 전기기기가 정상작동과 규정된 특정한 비정상상태에서 주위의 폭발성 가스 분위기를 점화시키지 못하도록 만든 방폭구조)

3. 연구내용
가. 비점화방폭구조
1) 과압 및 진공 시험에 견딜 수 있는 최적의 제품 설계 방안
2) 가스·증기 및 미스트가 침투하지 못하도록 용기 설계

나. 본질안전방폭구조
1) 회로 내 인가되는 전압, 전류 및 전력 제한
2) 회로 내 부품 평가
3) 회로 내 부품 간의 절연공간거리, 연면거리 및 이격거리
4) 고장 분석(불꽃점화시험, 열저항, 계산법)
5) 회로 평가(저항성, 용량성 및 유도성 회로)

기술개발 배경
조선ㆍ해양 산업용 LED 본질안전 방폭조명 개발은 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)가 2012년 7월 산하의 해양환경보호위원회(MEPC: Marine Environmental Protection Committee) 제62차 총회에서 신조선 설계·건조 시에 적용하는 에너지 효율지수(EEDI: Energy Efficiency Design Index) 및 운항선의 에너지 효율관리계획(SEEMP: Ship Energy Efficiency Management Plan)을 2013년 1월부터 적용하는 강제규정을 채택하여 선박배출 온실가스 감축을 위한 기술적 조치(EEDI)와 현재 또는 건조 후 항행 시에 운항선에 적용되는 에너지 효율지표(EEOI: Energy Efficiency Operation Index)를 취하면서부터 필요하게 되었다.

선박에서 발생하는 고열, 진동, 각종 먼지로 인해 메탈등, 형광등 등의 기구가 열에 의한 손상이 다수 발생하여 정비 및 교체에 많은 비용이 소모되고 있어 대체 조명원의 개발이 시급하며, 선박뿐만 아니라 Oil & Gas 플랫폼, 부유식 생산용 플랜트(FPSO: Floating Production Storage and Offloading), Drill Ship과 같은 해양구조물의 작업환경은 항상 폭발성 가스가 작업환경에서 존재(0종 장소)할 수 있는 지역이기 때문에 이러한 지역에서 사용되는 모든 전기기구는 폭발을 방지하는 방폭형 제품을 적용하도록 법제화가 되고 있다.

항상 폭발성 가스가 존재하는 지역인 0종 장소에서 사용될 수 있는 LED 방폭 등기구의 방폭 구조는 본질안전방폭 구조(ia) 조명이 유일하며 LED-해양 융합 방폭조명은 기존 조명 대비 다음과 같은 9가지 장점을 보유하고 있다.

1. 등기구 저전압, 저온 구동, 점화원이 없는 조명
2. 극저온 환경에서 점등 특성이 우수
3. 고체조명으로 진동환경에 강점
4. 램프 내부 가스 침입 공간이 없어 폭발 확률이 감소됨
5. 위기대응 및 안전도가 높은 조명
6. 장수명 및 초절전
7. 인간 친화적 조명
8. 디자인 자유도가 높은 조명
9. 일방향 방사가 가능

핵심개발 기술의 의의
본 개발품은 회로의 에너지제한이 포함되어 0종 장소에 사용이 가능한 본질안전방폭구조를 적용한 고난이도 적용 기술을 활용하였고, 순수 국내 기술로 신규 개발된 제품으로 100 % 국산화를 이루었으며 다양한 활용성으로 응용 기술에 대한 기술 수출을 기대할 수 있는 제품임

적용 분야
본 개발품이 적용될 수 있는 분야는 위험분위기가 상존하거나 잠재적으로 존재하는 위험장소로서 점화원이 있다면 정상 동작 중 또는 이상 작동 중 폭발이 발생되는 거의 모든 산업분야에 적용이 될 수 있으며 대표적으로 다음의 장소에 적용될 수 있음

ㅇ LNG 등 특수 선박과 해양플랜트
ㅇ 화학공장, 정유공장 등 대형 장치 산업
ㅇ 자동차 주유소 또는 가스충전소
ㅇ 오일 또는 가스 추출 장소
ㅇ 오일 정제, 리그(Rigs)과 공정 플랜트
ㅇ 화학공정플랜트
ㅇ 인쇄산업, 종이 및 섬유 공장
ㅇ 병원(수술실 등)
ㅇ 항공연료 취급 장소
ㅇ 표면 코팅 산업
ㅇ 광산
ㅇ 폐수처리장소
ㅇ 곡물 취급 및 저장 장소
ㅇ 목재가공장소
ㅇ 설탕 정제, 저장, 포장 및 분배 장소
ㅇ 알루미늄 먼지 및 입자 등 금속 표면 절삭 장소
ㅇ 교통
ㅇ 의약품 취급 장소
ㅇ 음식료품 가공 장소
ㅇ 가구 제조
ㅇ 섬유 등

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 12
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 제 2 장 기술개발 내용 및 평가 방법 ... 28
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 28
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 31
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 34
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 49
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 50
• 제 3 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 51
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 51
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 99
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 123
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 123
• 제 4 장 사업화 계획 ... 124
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 124
• 제 2 절 사업화 계획 ... 128
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 133
• 끝페이지 ... 134