선박 전기 설비 안전점검 20가지 핵심 항목

현장에서 전기 결함으로 인한 가동 중단은 큰 비용 손실을 초래한다. 설계와 시공 단계에서의 오해가 현장 점검 시 추가 위험을 만든다. 이러한 문제를 최소화하려면 명확한 점검 기준이 필수이다.

1. IEC 60092 적용 개요

IEC 60092는 선박·해양 설비 전기 시스템에 특화된 국제 표준으로, 전압 등급, 절연, 보호, 배선, 접지, 그리고 시험·검사 절차를 포괄한다. 표준은 0 V ~ 660 V AC 및 DC를 포함한 저전압 구역과 660 V ~ 10 kV 사이의 중전압 구역을 구분하며, 각각에 대한 절연 거리·전압 강하·전류 용량을 명시한다. 예를 들어, 3상 440 V 시스템에서는 최소 절연 거리 6 mm(공기) 또는 2 mm(절연 재료)로 규정한다.

핵심 원리는 “전기적 위험 최소화·신뢰성 확보”이며, 이를 위해 다음 네 가지 원칙을 적용한다. 첫째, 전원 공급 회로와 부하 회로를 명확히 구분하고, 차단·보호 장치를 적절히 배치한다. 둘째, 모든 전선·케이블은 IEC 61537(케이블 트레이) 및 IEC 60331·60332(내화·난연) 요구사항을 만족하도록 선택한다. 셋째, 접지 시스템은 IEC 60364‑5‑54와 IEC 60092‑2‑51에 정의된 연속성·저항 한계를 따라야 한다. 넷째, 정기 시험은 IEC 60092‑4‑41(전기 설비 시험)에서 제시한 절차와 주기를 준수한다.

선급 규정과의 연계도 중요하다. DNV‑GL Rule Marine Electrical Systems (2‑02)에서는 IEC 60092를 기본으로 하되, 선박 구조·운용 특성에 따라 추가적인 여유율을 요구한다. 예컨대, DNV는 660 V 이하 구역의 차단기 정격 전류를 설계 전류의 125 %로 제한한다. LR·ABS·KR·BV 등 다른 선급도 IEC 60092를 기준으로 하면서 자체 검증 절차를 두어, 설계·시공·운용 단계에서 일관된 안전 수준을 유지한다.

다음 표는 IEC 60092가 적용되는 주요 구역과 해당 구역에서 요구되는 최소 절연 거리·전압 등급을 정리한다.

요약하면, IEC 60092는 선박 전기 설비의 설계·시공·점검 전 단계에 걸쳐 적용되는 통합 규격이며, 전압 구역 구분, 절연 거리, 보호 장치, 접지 연속성 등 구체적 요구사항을 통해 전기적 위험을 체계적으로 관리한다.

2. 전원 차단기·퓨즈 선택 및 검사

전원 차단기와 퓨즈는 과전류 발생 시 회로를 신속히 차단함으로써 설비 손상 및 화재 위험을 방지한다. IEC 60092‑3‑112에 따르면 차단기의 정격 전류는 설계 전류(I_design)의 125 % 이내, 퓨즈는 150 % 이내로 선정한다. 예를 들어, 설계 전류가 200 A인 경우 차단기 정격은 250 A 이하, 퓨즈 정격은 300 A 이하가 된다.

선택 기준은 다음과 같다. 첫째, 차단기·퓨즈의 전압 정격은 회로 전압보다 높은 것이 필수이며, 저전압 구역에서는 최소 660 V AC/DC를 요구한다. 둘째, 차단기의 차단 용량(kA)은 IEC 60364‑4‑44에서 정의된 단락 전류 수준을 충족해야 하며, 보통 25 kA 이상을 권장한다. 셋째, 퓨즈는 시간‑전류 특성을 고려해 선택한다. 즉, 빠른 차단이 필요한 보호 회로(예: 인버터)에는 빠른 퓨즈, 전동기와 같은 부하에는 지연 퓨즈를 사용한다.

정기 검사는 차단기·퓨즈의 물리적 손상·접점 저항·동작 시간 등을 확인한다. IEC 60092‑4‑41에 의거해 연 1회 이상 다음 절차를 수행한다.

1. 전원 차단 후 차단기/퓨즈를 분리한다.
2. 접점 저항을 0.01 Ω 이하인지 디지털 멀티미터로 측정한다.
3. 정격 전류에 1.2배 가한 테스트 전류를 0.2 s 가동하여 차단 시간(≤ 0.1 s)과 차단 여부를 기록한다.
4. 시험 결과가 규정 한계 초과 시 해당 부품을 교체한다.

다음 표는 차단기·퓨즈 선택 시 적용되는 전압·전류·차단 용량 기준을 정리한다.

검사 결과가 기준을 만족하면 차단기·퓨즈는 그대로 유지하고, 접점 저항이 0.01 Ω 초과이거나 차단 시간이 규정값을 초과하면 즉시 교체한다. 이 과정은 선박 운용 중 전기적 신뢰성을 유지하는 핵심 절차이며, DNV·LR·BV 등 선급이 요구하는 연간 검증 항목에 포함된다.

3. 절연 저항 측정과 기준

절연 저항은 전기 설비의 절연 상태를 평가하는 가장 기본적인 지표이며, IEC 60092‑3‑101과 IEC 60364‑4‑43에 명시된 최소값을 충족해야 한다. 일반적으로 0 V ~ 660 V 구역에서는 1 MΩ 이상, 660 V ~ 10 kV 구역에서는 10 MΩ 이상을 요구한다. 측정은 500 V DC 시험 전압을 가해 1 분간 유지한 후 측정값을 기록한다.

절연 저항 측정 절차는 다음과 같다.

1. 시스템 전원을 차단하고, 모든 부하를 분리한다.
2. 절연 저항계(메가옴미터)를 사용해 시험 전압(500 V DC)을 가한다.
3. 전압 가함 후 60 초 경과 시 멀티미터가 표시하는 저항값을 기록한다.
4. 기준값 미만이면 절연 부위를 청소·건조하거나, 손상된 케이블·연결부를 교체한다.

가정값을 이용한 예시 계산을 제시한다. 가령 3상 440 V 배전 회로에 500 V DC를 가했을 때 측정된 절연 저항이 0.8 MΩ이라면, 이는 1 MΩ 최소 기준에 미달한다. 따라서 절연 복구 조치를 시행한다.

IEC 60364‑4‑43은 절연 저항이 1 MΩ 미만일 경우 30 분간 재시험하고, 여전히 미달이면 설비를 차단하고 원인을 분석하도록 규정한다. 또한, DNV·LR·ABS 선급은 절연 저항 측정 주기를 최소 6개월로 제한하며, 절연 재료 교체 시 제조업체가 제공한 시험 성적서를 제출하도록 요구한다.

절연 저항 관리의 핵심은 정기 측정·기록·분석이며, 이를 통해 누전·전기 화재 위험을 사전에 차단할 수 있다. 특히 해양 환경에서는 습도·염분·진동이 절연 성능을 저하시킬 수 있으므로, 측정 시 환경 조건을 고려한 보정값을 적용한다.

4. 접지 연속성 및 저항 확인

접지는 전기 설비의 안전을 보장하는 기본적인 방어선이며, IEC 60364‑5‑54와 IEC 60092‑2‑51에서 연속성·저항 한계를 상세히 규정한다. 연속성 검사는 모든 접지 도체가 연결되어 있는지를 확인하는 절차이며, 저항 검사는 접지 시스템 전체가 기준 저항 이하인지 확인한다.

연속성 검사는 전압계(또는 저항계)를 이용해 각 접지 연결부 사이에 저항값이 0.1 Ω 이하인지 측정한다. 측정값이 0.1 Ω 초과이면 연결 불량·부식·손상이 의심되므로, 해당 부위를 재연결·청소·교체한다.

접지 저항 한계는 선박 종류와 운용 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 0.5 Ω 이하를 요구한다. IEC 60364‑5‑54는 전기 설비 전체 접지 저항을 0.1 Ω 이하로 권고하고, DNV·LR·ABS 등 선급은 0.5 Ω 이하를 최소 기준으로 제시한다. 측정은 10 A DC 시험 전류를 접지 전극에 인가하고, 전압 강하를 측정해 저항값(R = V/I)으로 계산한다.

1. 전원 차단 후 접지 전극에 10 A DC 전류를 인가한다.
2. 전극과 기준 전극 사이 전압 강하를 측정한다(예: 4 V).
3. 저항값을 R = V/I = 4 V / 10 A = 0.4 Ω 로 계산한다.
4. 계산된 저항값이 0.5 Ω 이하이면 합격, 초과 시 접지 전극·연결부를 점검·보강한다.

다음 표는 접지 연속성·저항 검사 시 적용되는 측정 기준과 선급별 허용값을 정리한다.

접지 시스템은 해양 환경에서 부식·진동·염분에 취약하므로, 정기적인 시각 검사와 동시에 저항·연속성 검사를 병행한다. 특히 엔진실·전동실·전기실 등 고전류 부하가 집중되는 구역은 접지 저항이 0.2 Ω 이하로 유지되는 것이 바람직하다. 이러한 관리 체계는 전기 설비의 고장 전류를 안전하게 대지로 흐르게 하여 인명·선박 손상을 최소화한다.

5. 배선 정리·케이블 트레이 적정성

IEC 61537은 선박 내 전력·신호 케이블을 위한 트레이 설계 기준을 제시한다. 본 규격은 트레이의 하중 허용치, 열 방출, 내진성 및 방수·방청 성능을 정의한다. 따라서 현장 점검 시 첫 번째 검토 포인트는 트레이 자체가 IEC 61537‑1 §4 에 규정된 최소 강도(예: 150 kg m⁻¹)와 일치하는지 확인하는 것이다.

두 번째 포인트는 트레이 내부에 배치된 케이블의 총 단면적이 규정된 허용 전류 용량을 초과하지 않는가이다. IEC 60364‑5‑52 §6에 따르면, 동일 트레이 내 동일 전압 등급(예: 440 V) 케이블는 전체 전류가 125 A 이하일 경우 300 mm² 이하의 동선 집합을 허용한다. 현장에서는 각 케이블의 전류 부하를 합산하고, 트레이 단면적 대비 과부하 여부를 표 1에 정리한다.

표에서 20 m 구간은 실제 전류가 허용치를 초과하므로, 추가 트레이 설치 또는 케이블 재배치가 필요하다. 세 번째 검토 포인트는 트레이와 선박 구조물 사이의 간격이다. IEC 60092‑101 §5‑4는 최소 30 mm의 방청·방수 여유를 요구한다. 현장에서는 레이저 거리계 등으로 측정한 결과가 규격 미달이면, 트레이 고정 브라켓을 재설계하거나 방청 코팅을 추가한다.

네 번째 포인트는 트레이 내부의 열 관리이다. 케이블 전류에 의해 발생하는 열은 트레이 재질(일반적으로 알루미늄)과 통풍 상태에 따라 온도 상승을 초래한다. IEC 61537‑2 §7은 트레이 내부 온도가 40 °C를 초과하면 추가 환기구 설치를 권고한다. 현장에서는 열화상 카메라를 이용해 핫스팟을 확인하고, 필요 시 배관형 트레이로 교체한다.

마지막으로, 트레이 설치 위치가 방폭 구역(IEC 60079)이나 방수 구역(IEC 60092‑101)과 겹치지 않는지 검증한다. 트레이가 방폭 구역에 있으면 방폭 인증 트레이(ATEX ex d)로 교체하고, 방수 구역에선 방수 등급(IP68) 트레이를 적용한다. 이러한 단계별 검증을 통해 IEC 61537 규정에 부합하는 배선 정리·케이블 트레이 적정성을 확보한다.

6. 방폭 구역 구분과 장비 선택

방폭 구역은 가연성 물질이 존재하거나 누출될 가능성에 따라 0, 1, 2, 3 구역으로 구분된다. IEC 60079‑10‑1에 따르면, 구역 0은 연속적으로 폭발성 분위기가 존재하는 공간이며, 구역 1은 정상 운전 시 폭발성 분위기가 존재할 수 있는 경우, 구역 2는 비정상 상황에서만 존재한다. 구역 3은 가연성 물질이 일시적으로 존재할 수 있는 경우에 해당한다.

첫 번째 단계는 위험성 평가이다. DNV GL Rule Marine Systems §4‑2‑1은 위험 물질 종류, 온도, 누출 가능성을 기준으로 구역을 지정하도록 권고한다. 예를 들어, 디젤 연료가 연료 탱크 내에 지속적으로 존재하면 구역 1으로 분류한다.

두 번째 단계는 구역별 적합 장비 선택이다. IEC 60079‑31은 전기 장비의 방폭 등급을 “Ex d” (폭발 위험 차단)와 “Ex e” (폭발 위험 제한)으로 구분한다. 구역 0·1에는 “Ex d IIC T4” 등급이, 구역 2에는 “Ex d IIC T4” 혹은 “Ex e IIC T4”가 허용된다. 구역 3에서는 “Ex e IIC T5” 등급이 일반적으로 적용된다.

세 번째 단계는 장비 인증 서류 검증이다. 선급 ABS·LR·DNV 등은 IEC 60079 인증서(Ex‑certificate)를 요구한다. 현장에서는 장비 라벨에 표시된 등급과 인증기관이 일치하는지 확인하고, 인증서 사본을 보관한다.

네 번째 단계는 설치 방법 검증이다. IEC 60079‑14는 방폭 장비의 설치 시 접지·전선 결선·케이블 트레이 등을 규정한다. 특히, 구역 1·2에서는 전선이 방폭 트레이(ATEX ex d) 내부에 배치되어야 하며, 전기적 연결부는 방폭 커넥터(예: IEC 60309‑1)로 마감한다.

다섯 번째 단계는 유지·점검 주기 설정이다. DNV GL Rule Marine Systems §4‑2‑5는 방폭 장비의 연간 검사와 시험을 권고한다. 검사 결과는 기록으로 남겨 향후 위험성 재평가 시 활용한다.

위와 같은 절차를 순차적으로 수행하면 IEC 60079 기준에 부합하는 방폭 구역 구분과 장비 선택이 체계적으로 이루어진다.

7. 전동기·변압기 절연 등급 검증

전동기와 변압기의 절연 등급은 화재 위험을 최소화하기 위해 IEC 60331·60332에서 정의된 내화·난연 성능을 기준으로 검증한다. IEC 60331‑1은 전동기와 변압기의 내부 부품이 화재 발생 시 30 분 이상 구조적 강도를 유지하도록 요구한다. IEC 60332‑1‑2는 외부 케이블이 화재에 노출될 경우 1 시간 이상 연소를 억제해야 함을 명시한다.

첫 번째 검증 포인트는 시험 성적서 확인이다. 제조업체가 제공하는 IEC 60331 시험 결과는 온도·시간 곡선(예: 950 °C · 30 min)으로 표시된다. 현장에서는 이 성적서가 최신(최근 5 년 이내)인지 확인한다.

두 번째 포인트는 설치 환경과의 적합성이다. IEC 60092‑101 §7‑3은 전동기·변압기의 방수·방청 요구 사항을 명시한다. 예를 들어, 해양용 변압기는 IP68 등급을 갖추어야 하며, 방청 코팅 두께는 최소 120 µm이어야 한다.

1. 가정: 3상 440 V·150 kW 전동기, 내부 온도 85 °C, 외부 환경 온도 30 °C.
2. IEC 60331 시험 기준에 따라 허용 온도 상승 = 150 °C (시험 온도) – 85 °C = 65 °C.
3. 내부 절연 재료의 열전도율이 0.2 W·m⁻¹·K⁻¹이면, 열 저항 R = 두께(0.015 m) / (열전도율·면적(0.5 m²)) = 0.015 / (0.2·0.5) = 0.15 K·W⁻¹.
4. 전동기 전력 손실(Pₗ) = I²·R = (200 A)²·0.15 = 6 kW. 따라서 온도 상승 ΔT = Pₗ·R = 6 kW·0.15 K·W⁻¹ = 0.9 °C.

위 계산 결과는 절연 재료가 IEC 60331 요구 온도 상승 한계(≤ 65 °C)를 충분히 만족함을 보여준다.

세 번째 검증은 방폭 구역 내 설치 여부이다. IEC 60079‑14에 따르면, 내화 등급이 IIC T4인 전동기는 구역 1·2에 설치 가능하다. 따라서 방폭 구역이 지정된 경우, 해당 등급을 충족하는지 라벨을 확인한다.

네 번째 포인트는 유지·점검 기록이다. DNV GL Rule Marine Electrical §5‑3‑4는 연간 절연 저항 측정과 열화 검사(예: IR Thermography)를 요구한다. 검사 결과는 10 MΩ 이상(전동기)·5 MΩ 이상(변압기)이어야 한다.

다섯 번째는 비상 차단 장치와 연계된 보호 설계이다. IEC 60364‑4‑41은 단락 전류 차단기가 전동기·변압기 전류의 1.25배 이상이어야 함을 규정한다. 예를 들어, 전동기 전류가 200 A이면 차단기 용량은 최소 250 A이어야 한다.

이와 같은 다각적인 검증 절차를 통해 전동기·변압기의 절연 등급이 IEC 60331·60332 규격에 부합함을 확인하고, 안전운전을 확보한다.

8. 전선·케이블 종류와 적합성 판단

선박 전기 설비에 사용되는 전선·케이블은 선급 규격(DNV GL Rule Marine Electrical §4‑2‑3·LR Rule 9 §4‑2·ABS Rule 15‑2‑4 등)과 IEC 60364‑5‑52·IEC 60092‑101에 따라 선정한다. 주요 판단 기준은 전압 등급, 전류 허용치, 방수·방청 성능, 내화·난연 등급이다.

첫 번째 기준은 전압 등급이다. IEC 60364‑5‑52에 따르면, 450 V 이하 시스템에는 0.6/1 kV 등급 케이블을 사용한다. 선급 DNV GL은 고전압(≥ 10 kV) 구간에선 XLPE 절연·알루미늄 외피(예: 6 kV XLPE) 케이블을 요구한다.

두 번째 기준은 전류 허용치이며, 이는 케이블 단면적과 온도 상승을 기반으로 계산한다. IEC 60364‑5‑52 §6‑2는 90 °C 기준으로 25 mm² 구리 케이블이 150 A까지 허용한다. 현장에서는 실제 부하와 비교해 과부하 여부를 표 2에 정리한다.

표에서 35 mm² 구리 케이블은 허용치를 초과하므로, 교체 혹은 추가 트레이 설치가 필요하다.

세 번째 기준은 방수·방청 성능이다. IEC 60092‑101 §5‑5는 해양용 케이블이 최소 IP68 등급을 가져야 함을 명시한다. 또한, 선급 ABS는 외피 두께 최소 0.5 mm·방청 코팅 두께 150 µm을 요구한다.

네 번째는 내화·난연 등급이다. IEC 60331·60332에 따라 내화 케이블은 950 °C·30 min 시험을 통과해야 한다. DNV GL은 고위험 구역(IEC 60079‑10‑1 구역 1)에서는 ‘Ex d IIC T4’ 등급 케이블을 사용하도록 규정한다.

다섯 번째는 연결 부위와 단자 처리이다. IEC 60364‑5‑53은 전선 연결 시 전선 피복 제거 길이가 10 mm 이하이어야 하고, 접촉 저항이 0.02 Ω 이하이어야 함을 규정한다. 현장에서는 멀티미터로 접촉 저항을 측정하고, 기준 초과 시 재작업한다.

마지막으로, 유지·점검 기록을 관리한다. 선급 LR은 연간 케이블 외피 손상·열화 검사(예: 초음파·열화상)와 전기 저항 측정을 요구한다. 검사 결과는 0.5 % 이하의 저항 증가율을 목표로 한다.

위와 같은 다중 기준을 적용해 전선·케이블 종류와 적합성을 판단하면, 선박 전기 설비의 신뢰성과 안전성을 확보할 수 있다.

9. 전기 설비 온도·진동 모니터링

선박 전기 설비의 신뢰성을 유지하려면 온도와 진동 두 가지 물리량을 지속적으로 측정·분석해야 한다. IEC 60092‑101에 따르면 전동기·발전기와 같은 주요 설비는 운전 온도가 허용 한계(보통 80 °C 이하)보다 10 °C 초과될 경우 절연 파괴 위험이 급증한다. 따라서 온도 센서는 IEC 60092‑101이 규정한 ‘온도 감시 장치’ 요건을 충족하도록 선택한다. 일반적으로 PT100 또는 K형 열전대를 사용하며, 측정 정확도는 ±0.5 °C 이내, 응답 시간은 1 s 이하가 권장된다.

진동 분석은 회전기계의 기계적 결함을 조기에 탐지하는 핵심 수단이다. IEC 60092‑202는 ‘진동 감시 시스템’을 설치하도록 권고하며, 가속도계는 0.1 m/s² 이상의 민감도를 가져야 한다. 진동 레벨은 ISO 10816‑3에 따라 ‘경미한’(0.45 mm/s RMS)부터 ‘심각한’(≥2.8 mm/s RMS)까지 구분한다. 선박에서는 회전속도 1 800 r/min 이하의 장비에 대해 1 Hz~1 kHz 대역을 모니터링한다.

온도·진동 데이터를 통합 관리하는 방법은 다음과 같다.

1. 센서 설치: 전동기 하우징에 PT100을 2 cm 간격으로 2개, 가속도계는 베어링 인근에 1 mm 간격으로 부착한다.
2. 데이터 수집: DNV‑GL Rule Marine Equipment 1에 따라 10 Hz 샘플링으로 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 전용 데이터 로거에 저장한다.
3. 알람 설정: 온도가 85 °C를 초과하거나 진동 RMS가 1.0 mm/s를 초과하면 경보를 발생시킨다.
4. 분석 및 유지보수: 7일 평균값을 이동 평균법으로 평활화하고, 급격한 상승이 감지되면 해당 설비를 점검한다.

예시 계산을 통해 알람 임계값 도출 과정을 보여준다. 가령 3상 440 V·150 kW 전동기를 운전 중이며, 측정된 온도가 78 °C, 진동 RMS가 0.9 mm/s라고 가정한다.

위와 같이 온도와 진동이 허용 한계 내에 머무르면 즉시 정비가 필요하지 않다. 그러나 온도가 88 °C, 진동 RMS가 1.3 mm/s로 상승하면 각각 3 °C·10 % 초과, 30 % 초과가 되므로 DNV Rule Marine Equipment 1에 근거한 즉시 정지·점검 절차를 시행한다. 이러한 절차는 설비 고장으로 인한 전력 손실을 최소화하고, 선박 전체 전기 시스템의 가용성을 유지한다.

온도·진동 모니터링 시스템을 구축하면 고장 전조를 조기에 파악할 수 있다. 특히 전동기·발전기와 같은 핵심 설비는 온도 상승과 진동 증가가 동시 발생할 경우 절연 파괴와 기계적 파손 위험이 급격히 높아진다. 따라서 정기적인 데이터 검토와 알람 기준 재조정은 IEC 60092‑101·202와 DNV‑GL Rule Marine Equipment 1이 요구하는 필수 관리 활동이다.

10. 기능안전 SIL 수준 확인 절차

선박 전기 시스템에 적용되는 기능안전은 IEC 61508을 근거로 SIL ( Safety Integrity Level) 등급을 평가한다. SIL 1·2·3·4 중 어느 수준이 필요한지는 위험 분석(HARA) 결과와 설비의 위험도(Risk) 산정에 따라 결정된다. IEC 61508‑3은 ‘SIL 등급 산정’ 절차를 네 단계(위험도 정의, 위험도 감소, SIL 요구도 도출, SIL 검증)로 제시한다.

먼저 위험도 정의 단계에서는 선박 전기 설비가 ‘전압 상승’, ‘전류 과부하’, ‘절연 파손’ 등으로 인해 인명·재산에 미치는 영향을 평가한다. 예를 들어, 주 엔진 전동기 제어 회로가 고장 시 전동기가 급정지하면 선박 전체 추진이 손실될 위험이 존재한다. DNV‑GL Rule Marine Electrical Systems 2에 따르면 이러한 경우는 ‘Cat II’(인명 위험·중대)로 분류한다.

위험도 감소 단계에서는 고장 시 자동 차단, 이중화, 차폐 등을 통해 위험을 낮춘다. 여기서 적용되는 보호 장치는 IEC 60079‑14(방폭)와 IEC 60364‑4‑41(전기 설비 보호) 기준을 충족해야 한다. 예를 들어, 전동기 보호 회로에 이중화된 전류 차단기(각 10 kA 차단능력)를 설치하고, 고장 시 0.1 s 이내에 차단하도록 설계한다.

SIL 요구도 도출은 ‘위험도 감소 후 남은 위험도’를 기반으로 한다. IEC 61508‑3은 위험도(R)와 허용 위험도(AR) 사이의 비율을 이용해 SIL을 결정한다. 가령 남은 위험도가 1 × 10⁻⁴ (연간 사고 확률)이고, 허용 위험도가 1 × 10⁻³이라면 SIL 1이 요구된다.

마지막 검증 단계에서는 설계·구현·시험 단계에서 SIL 요구도를 만족하는지를 확인한다. 여기에는 기능시험(FAT)과 현장시험(SAT)이 포함되며, 각 시험은 IEC 61508‑4가 규정한 ‘시스템 안전성 검증’ 절차를 따른다.

다음은 전동기 제어 시스템에 적용된 SIL 1 확인 절차의 예시이다.

1. 위험도 정의: 전동기 고장 시 추진 손실 → Cat II(중대 위험).
2. 위험도 감소: 이중 차단기와 자동 복구 로직 적용, 차단시간 0.08 s.
3. SIL 요구도 도출: 남은 위험도 5 × 10⁻⁴, 허용 위험도 1 × 10⁻³ → SIL 1.
4. 검증: FAT에서 차단기 동작 시험(0.07 s 이하), SAT에서 실제 운전 중 차단 시험 수행.

위 절차를 표로 정리하면 다음과 같다.

선급 규정에 따라 SIL 1 이상이 요구되는 설비는 반드시 독립적인 안전 신호 전송 경로와 전원 공급을 확보해야 한다. ABS Rule Marine Electrical 1은 ‘이중 전원 공급’이 필요할 경우 최소 2 kW 이상의 비축전원을 별도 회로에 배치하도록 명시한다. 또한, 기능안전 시스템은 정기적인 자체 점검과 함께 DNV‑GL Rule Marine Electrical Systems 2가 요구하는 ‘연간 기능 시험’에 포함되어야 한다.

결과적으로 SIL 1 수준을 확인하고 유지하는 절차는 위험도 분석, 위험도 감소 설계, SIL 요구도 산정, 그리고 검증 시험이라는 네 단계로 구성된다. 각 단계는 IEC 61508과 선급 규정의 구체적 요구사항을 충족해야 하며, 이를 통해 선박 전기 설비의 안전성을 체계적으로 확보할 수 있다.

자주 묻는 질문