실패 없이 전기 제품 안전성 시험을 통과하는 방법

전기 제품에 대한 안전 시험인증을 진행할 때 안타깝게도 한 번에 통과하지 못하는 경우가 많습니다. 하지만 대부분이 사전에  제품의 전기 안전 요건을 철저히 고려했다면 쉽게 통과됐을 가능성이 높은 경우가 많습니다. 

제품의 초기 설계 및 디자인 단계에서는 안전 시험, 안전 인증 프로세스, 관련 규격 등을 고려해야 합니다. 만약 설계 팀이 제품의 규정 준수와 관련해 충족해야하는 요건을 충분히 고려하지 않은 경우에는 제품 인증에 실패할 가능성이 높습니다. 일반적으로 제품의 규격을 먼저 정해두지 않고, 제품 설계를 먼저 진행하고 제품을 규격에 맞추는 순서로 작업을 진행합니다. 하지만 처음부터 특정 규격에 따라 제품을 설계하고 해당 규격을 제품 개발 과정 동안 수시로 참고한다면 규제 승인에 문제가 발생할 가능성은 훨씬 적습니다. 이러한 방법으로 시험 인증에 걸리는 시간과 비용을 크게 절약할 수 있으며 비용이 많이 드는 제품 재설계와 불필요한출시 지연도 방지할 수 있습니다.

시험인증 한 번에 통과하기

시험 인증의 실패 여부는 관련 규격과 문제가 되는 해당 제품의 세부 사항에 따라 다르지만, 실패의 가능성을 줄이는 데 도움이 되는 몇 가지 주요 사항이 있습니다. 시험 인증 및 승인 과정에서 가장 중요한 목표는 실패 없이 한 번에 통과하는 것입니다. 엘레멘트의 전기 안전 팀은 가장 흔하게 발생하는 전기 제품 시험 실패의 원인을 제거하기 위해 다음과 같은 방법을 사용하고 있습니다.

EMC 시험 실패로 인한 불필요한 지연 제거

전자파적합성(EMC) 시험의 실패는 대부분 설계 상의 실수로 인해 발생합니다. EMC 과정은 일반적으로 고객이 직접 관여해야 하는 부분이 상당히 많기 때문에 다른 안전 시험보다 선행되는 것이 좋습니다. 만약 EMC 시험에서 실패한다면 안전 규정 준수에 영향을 줄 수 있기 때문에 오류를 규명하기 위해 제품 부품을 변경하거나 조정해야 할 수도 있습니다. 하지만, 이같은 경우 EMC 시험과 안전 사전 적합성 평가 및 시험을 통해 이런 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 무엇보다 초기에 전문적인 자문을 구하는 것은 추후 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있어 더 안전하며 비용 효율적입니다. 이와 관련하여 엘레멘트의 자문 서비스 팀은 제조업체의 제품 개발 및 설계 팀과 함께 협력하여, 향후 고려해야 할 제품의 요건에 대한 정보를 제공하고 제품의 규정 준수 과정이 제대로 설계되었는지 확인합니다.

규격에 맞는 이격거리(연면거리 및 공간거리)

안전 적합성 시험을 진행할 때 중요한 것은 연면거리(creepage distance)와 공간거리(clearance distance)가 규격에 맞는지 확인하는 것입니다. 초기에 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 레이아웃이 올바른지 확인하는 것도 추후에 추가로 들여야 할 수도 있는 시간과 노력을 크게 절약할 수 있습니다. 규격에서는 최소한으로 허용되는 필수 연면 거리와 공간거리를 규정하고 있습니다. 이 거리는 규격에 따라 다를 수 있으므로 제품을 시험할 규격을 확인하고 제품 설계 단계에서 참고할 수 있도록 문서나 자료를 준비해두는 것이 중요합니다.

연면 거리에 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.

• 지속되는 실효 전압(Vrms)값
• 오염도(pollution degree)
• 재료 그룹/비교 트래킹 지수(Comparative Tracking Index, CTI)
• 연면 거리의 방향 및 위치(연면 거리가 설계되지 않은 부분의 오염 축적으로 인해 부정적인 영향을 받지 않도록 하기 위해)
• 오염도 3에만 유효한 단열면의 형상(물이나 오염 축적을 방지하기 위해)

공간거리에 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.

• 충격내전압(Impulse withstand voltage)
• 일시적과전압(Temporary overvoltage)
• 정상 상태 피크 전압 또는 반복 피크 전압
• 전기장 조건(비균일/균일)
• 고도(2,000m 이상의 고도에서 작동하는 장비에는 곱셈 계수를 적용)
• 미세 환경의 오염도 

유리, 세라믹 또는 기타 무기 절연 재료의 경우, 전기적인 에너지가 먼지나 불순물을 따라 이동하며 표면에 찍히거나 따라다니는 추적 현상이 발생하지 않으므로 연면거리의 요건이 공간거리의 요건과 동일할 수 있습니다. 오염 방지를 위한 코팅, 포팅(potting), 또는 몰딩(molding)을 통해 공간 거리와 연면 거리를 줄일 수 있습니다.

인클로저(enclosure) 조정

인클로저(enclosure)는 제품에 적용한 위험한 부품과 사용자가 직접적으로 접촉하지 않도록 차단하고 내부 제품 화재 발생 시 화재를 진압하는 데 사용됩니다. 또한 원치 않는 영역에 습기와 먼지의 유입과 축적을 방지합니다. 그렇기 때문에 인클로저를 점검할 때는 접근성 및 화재 진압성을 확인해야합니다. 특히, 전기 인클로저의 안전 요건을 검토할 때 비금속 인클로저의 경우 적합한 난연 성 등급 또는 글로우와이어(glow-wire) 지수를 확인해야 하며, 플라스틱 소재의 인클로저일 경우에는 난연등급에 적합한 두께인지 확인해야합니다. 또한 절연 물질, 코팅 및 PCB가 발화 및 화재 확산을 방지할 수 있는 지도 확인해야합니다.

사전 승인된 부품 선택

사전에 승인된 필수 안전 부품을 선택하면 최종 제품을 시험하는 동안 별도로 부품 시험을 진행할 필요가 없어 추가 시간이 소요되거나 시험이 지연되는 것을 방지할 수 있습니다. 맞춤형으로 주문 제작된 부품으로 제품 설계상의 문제를 해결할 수도 있지만, 이는 추후 규정 준수에 영향을 미칠 수 있는 점을 꼭 기억해야 합니다. 엘레멘트는 실제 시험 과정에서 제품이 수정되거나 설계한 목적과는 다른 용도로 사용되는 사례를빈번하게 발견합니다. 또한 CE 마크는 있지만 필요한 공인 시험 성적서가 없거나, 시험 성적서는 있지만 적절한 규격에 부합하지 않는 제품도 자주 볼 수 있습니다. CB, CE, UL 인증 마크의 요건은 제품 개발 시 철저히 확인해야 하는 사항입니다.

기술 문서 및 사용 설명서 검토

제품 안전 시험 실패의 가장 흔한 원인은 기술 문서가 부정확하거나 부족하기 때문입니다. 필수 안전 관련 문서에는 기술 사양 및 제조업체의 사명 및 주소, 사용 지침, 제품에 사용된 기호에 대해 명확하게 기재되어야 합니다.

사용 설명서는 정확한 것은 물론 이해하기도 쉬어야 하며 다음의 사항들을 포함해야 합니다.

• 제품 사용 방법
• 제품 사용의 잘못된 예
• 제품 유지보수 방법

제품 라벨 및 마킹

적절한 제품 라벨 및 마킹이 되어 있지 않아 제품 안전 시험을 통과하지 못하는 경우가 많습니다. 제품의 라벨은 소비자 또는 사용자에게 옳바른 정보를 제공 함으로 오사용에 따른 위험을 막는데 1차 목적이 있씁니다. 제품 마킹에는 제조업체명, 상표 및 제품 모델 번호와 공급 전압 및 주파수와 같은 장비 정격도 명시해야 합니다.

제품의 환경 고려

마지막으로, 제품이 어떤 환경에서, 어떻게 사용될 것인가를 고려해야 합니다. 예를 들면 습기가 많거나 습기에 노출될 위험이 있는지, 일반인이 사용할 것인지 혹은 전문가들만 사용할 수 있는 것인지 등을 고려해야 합니다. 제품이 사전에 시험을 거쳤다면 이미 고려했을 질문들이지만 그렇지 않았다면 추후 문제를 일으킬 수 있습니다.

제품 수출 시 시험 단계에서 지연되는 경우는 매우 빈번하게 발생하며 수출 요건으로 인해 제품이 수정되거나 제 3자의 시험이 추가로 필요한 경우가 많습니다. 하지만 이는 사전에 규정을 잘 준수한다면 예방할 수 있습니다.

제품 개발에 있어 가장 비용효율적인 접근 방식은 항상 개발 초기 단계의 프로토타입이 규정 준수를 충족하도록 하는 것입니다.

엘레멘트가 지원하는 서비스

엘레멘트는 고객이 안전 시험을 통과할 수 있도록 지원하는 데 전념하고 있습니다. 엘레멘트는 사전 규정준수 자문 서비스를 운영하고 있으며, 제품 연구개발 초기부터 제조업체의 복잡한 제품 인증 시험 과정을 전략적으로 지원하고 있습니다. 엘레멘트의 자문 서비스는 제품 개발 초기부터 전체 개발 주기에 걸쳐 중요한 결정을 내릴 수 있도록 전문적인 지원을 제공합니다. 이를 통해 제품의 시험 인증 및 승인을 한 번에 통과할 수 있도록 돕고 있습니다.

전기 안전 시험 요건 및 제품 시험 준비에 대한 더 자세한 정보나 전문가와의 상담을 원하시면 엘레멘트에 문의하세요.